利用超聲和攪拌等方法將石墨烯粉末均勻分散于有機溶劑中,得到濃度為0.05mg/ml~0.5mg/ml的石墨烯溶液,通過抽濾的方法將石墨烯均勻覆蓋于有機濾膜或水系濾膜之上,再通過機械剝離、浸泡或有機溶劑溶解的方法將石墨烯薄膜和濾膜分離,得到石墨烯薄膜,在石墨烯薄膜上加上電極,對其施加電壓即可產生熱量。由于石墨烯獨特的二維納米結構,大的厚徑比、高的比表面積的特性,通過以上的制備工藝,使得石墨烯片層之間形成均勻連通的導電網絡,在施加較低的電壓(1~10V)下即可產生較高的熱量。
主要是利用了石墨烯高效的傳熱能力,它的導熱系數比銅、鋁、鐵等金屬都要高,僅次于熱管,但石墨烯沒有像熱管那樣的工質、吸液芯等,因此可以根據需要制成各種形狀,如傳熱板、傳熱管,當然也能做成導熱膜。
LED,用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copper chloride)溶液中,進行觀察。LED燈亮了。實際上,他們需要6個石墨烯電路,形成串聯,這樣就可產生所需的2V,使LED燈發亮,就可以得到這個圖片。
這里發生情況就是銅離子具有雙重正電荷,穿過溶液的速度約每秒300米,因為溶液在室溫下的熱能量。當離子猛烈撞入石墨烯帶時,碰撞會產生足夠的能量,使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩種選擇:可以離開石墨烯帶,和銅離子結合,也可以穿過石墨烯,進入電路。
原來,流動的電子在石墨烯中更快,超過它穿過溶液的速度,所以電子自然會選擇路徑,穿過電路。正是這一點點亮了LED燈“釋放的電子更傾向于穿過石墨烯表面,而不是進入電解液。設備就是這樣產生電壓的
因此,這個裝置產生的能量來自周圍環境的熱量。他們可以提高電流,只需加熱溶液,也可用超聲波加快銅離子。只依靠周圍熱量,就可以使他們的石墨烯電池持續運行20天。但是,還有一個重要的問號。另一個假設是某種化學反應產生電流,就像普通的電池。
石墨烯的應用范圍廣闊。根據石墨烯超薄,強度超大的特性,石墨烯可被廣泛應用于各領域,比如超輕防彈衣,超薄超輕型飛機材料等。根據其優異的導電性,使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。石墨烯有可能會成為硅的替代品,制造超微型晶體管,用來生產未來的超級計算機,碳元素更高的電子遷移率可以使未來的計算機獲得更高的速度。另外石墨烯材料還是一種優良的改性劑,在新能源領域如超級電容器、鋰離子電池方面,由于其高傳導性、高比表面積,可適用于作為電極材料助劑。
石墨烯基薄膜可作為柔性面向散熱體材料,滿足LED照明、計算機、衛星電路、激光武器、手持終端設備等高功率、高集成度系統的散熱需求。這些研究成果為結構/功能一體化的碳/碳復合材料的設計提供了一個新視角。
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