Birçok uzman için grafen geleceğin malzemesidir. Bilimsel tanımı biraz karmaşık kabul edilebilir, ancak gerçek şu ki, bu malzemenin özellikleri teknoloji dünyasında yeni bir ufuk açıyor.

Uygulamaları neredeyse sınırsızdır ve birçok alanda devrim yaratmayı vaat eder: elektronik ve bilgi işlemden inşaat ve hatta sağlığa kadar. Bu listede neredeyse tüm grafen uygulamalarını ve grafenin nerelerde kullanıldığını bulabilirsiniz - bazıları hâlihazırda ticarileştirilmiş, bazılarının gerçekleşmesi için yıllar gerekir.

Giriş

Grafen, grafite benzer şekilde saf karbondan oluşan, ancak onu olağanüstü hafif ve güçlü kılan özelliklere sahip bir malzemedir. Bir metrekarelik bir grafen tabakası 0,77 miligram ağırlığındadır. Mukavemeti çeliğe göre 200 kat daha fazladır ve yoğunluğu karbon fiberinkine benzer. Tüm bunlar, kırılmadan yüksek bükülme kuvvetlerine dayanmasını sağlar. Elektrik ve ısı için en iletken malzemelerden biridir, bu da onu elektronik ve diğer birçok endüstri için mükemmel bir malzeme yapar.

Bir hatırlatma: grafene “harika malzeme” denilmesinin bir sebebi var! Bununla ilgili henüz yayınlanmamış ama yarın dünyayı değiştirebilecek onlarca araştırma var. Öte yandan, burada listelediğimiz potansiyel uygulamalardan bazıları gelecekte de kanıtlanamayabilir. Bu nedenle bu listenin tüm grafen uygulamalarını içerdiğini iddia edemeyiz ancak tartışmasız grafen uygulamalarının çevrimiçi bulabileceğiniz en kapsamlı listelerinden biridir.

Sorumluluk Reddi: Bu gönderinin veya diğer bağlantılı materyallerin içeriği yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve tıbbi veya teknik tavsiye olarak alınmamalıdır.

Rehber:

• Grafenin Enerji Endüstrisindeki Uygulamaları: Madde 1-6
• Grafenin Tıpta Uygulamaları: Madde 7-22
• Elektronikte Grafenin Uygulamaları: Madde 23-34
• Grafenin Gıda Endüstrisindeki Uygulamaları: Madde 35-39
• Sporda Grafenin Uygulamaları: Madde 40-45
• Diğer Grafen Uygulamaları: Madde 46-60

Grafenin Benzersiz Kullanım Alanları

Grafenin Enerji Endüstrisindeki Uygulama Alanları

1. Güneş Pillerinde Grafen

Daha hafif, esnek ve şeffaf güneş pilleri geliştirme fikri bir süredir ortalıkta dolaşıyordu ama asıl mesele tüm özelliklere sahip ve akımı taşıyabilecek malzemeyi bulmaktı. İndiyum Kalay Oksit şeffaf olduğu için kullanıldı, ancak esnek olmadığı için hücrenin sert kalması gerekiyordu.

2017 yılında, MIT'den araştırmacılar, grafeni bir güneş piline başarıyla uygulamayı başardılar. Grafen güneş hücresini Alüminyum ve İndiyum Kalay Oksitten yapılmış diğerleriyle karşılaştırdıklarında, ITO hücresi kadar iyi ve mevcut yoğunluklar ve güç dönüştürme verimliliği açısından alüminyumdan biraz daha kötü olduğunu gördüler. Fakat zaten transparan bir hücrenin alüminyum bazlı opak bir hücreden düşük bir performans göstermesi beklenir.

Elektriksel özellikleri çığır açmasa da her türlü yüzeye (araba, elbise, kağıt, cep telefonu vb.) takılabilen esnek ve şeffaf bir güneş pili geliştirildi. Dahası, bilim insanları teoride mümkün olan grafen güneş pillerinin yağmur damlalarından enerji üretip üretemeyeceğini araştırmaya başladı.

2. Grafen Piller

Grafenle geliştirilmiş Li-ion piller, giyilebilir elektronik cihazlarda kullanılabilmesi için daha uzun ömür, daha yüksek kapasite ve daha hızlı şarj süresinin yanı sıra esneklik ve hafiflik gibi inanılmaz özellikler gösterir.

Grafen Bazlı Piller hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

3. Nükleer Santrallerde Grafen

Nükleer santrallerde reaktörleri soğutmak için kullanılan ağır hidrojenli suyun hem üretimi maliyetlidir hem de üretim sırasında bir milyon ton CO2 emisyonuna neden olur. Manchester Üniversitesi'nden araştırmacılar, ağır su üretmek için daha yeşil ve düşük maliyetli bir yöntem olduğunu keşfettiler: grafen membranlar. Ekip lideri Dr. Lozada-Hidalgo, bu yeniliğin son derece önemli olduğuna ve endüstrinin yeni teknolojilere karşı şüphelerine rağmen nükleer endüstriye girişinin yakında olacağına inanıyor.

4. Termoelektrikte Grafen

Seebeck etkisi, birbirinden farklı iki iletken (veya yarı iletken) maddeden birine ısı verilmesi ve elektronların sıcak alandan soğuk alana hareket ettirilmesiyle elektrik üretilmesinde oluşan termoelektrik etki olarak tanımlanır. Fakat bu yöntemle üretilen enerji gerçekten küçüktür ve genellikle mikrovolt seviyesindedir Yine de motorların ısıya dönüştürerek boşa harcadığı enerjide kullanılabileceği düşünülmektedir. Grafen, Stronsiyum Titanat tarafından oluşturulan Seebeck etkisini neredeyse 5 kata kadar artırmak için kullanılabilir.

5. Alkol Distilasyonunda Grafen

Grafenin fiziksel özellikleri o kadar ilginç ve benzersiz ki, büyük su moleküllerinin geçmesine izin verirken camdan bile sızabilecek Helyum moleküllerini durdurur. Manchester Üniversitesi'nden Andre Geim (Grafenin mucitlerinden biri) ve Rahul Nair, geliştirdikleri grafen membranla bir şişe votkayı kapatmayı denediler ve grafenin etanolü oda sıcaklığında damıtma için gerekli vakum olmadan bile etkili bir şekilde damıtabileceğini keşfettiler. Bu yöntem alkollü içeceklerde, yakıtta, su arıtmada vb. kullanılabilir.

6. Yakıt Hücrelerinde Grafen

En küçük atom olarak bilinen hidrojen atomları bile grafenden geçemez. Bir diğer araştırmada Sir Andre Geim ve ekibi, protonların grafen tarafından engellenip engellenmeyeceğini test etti. Şaşırtıcı bir şekilde, protonlar grafenden geçebildi. Bu özellik, dayanıklılığı ve verimliliği azaltan yakıt hücrelerinde büyük bir sorun olan yakıt geçişini düşürerek yakıt hücrelerinin performansını artıracaktır.

Nanoteknoloji ve Enerji hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Grafenin Tıpta Uygulamaları

7. İlaç Dağıtımında Grafen

Fonksiyonlu grafen, kanser hastaları için kemoterapi ilaçlarını tümörlere taşımak için kullanılabilir. Grafen bazlı taşıyıcılar, kanser hücrelerini daha iyi hedefler ve etkilenen sağlıklı hücrelerin toksisitesini azaltır. İlaç dağılımı kanser tedavisi ile sınırlı değildir, ilhitap önleyici ilaçlar da grafen ve kitosan kombinasyonları ile verilmiş ve umut verici sonuçlar alınmıştır.

8. Kanser Tedavisinde Grafen

Grafen ayrıca hastalığın erken evrelerinde kanser hücrelerini tespit edebilir. Dahası, tümör oluşumuna müdahale ederek veya kanser hücrelerinin ölümüne yol açan otofajiyi sağlayarak birçok kanser türünde tümör büyümelerini durdurabilir.

9. Gen İletiminde Grafen

Gen iletimi, yabancı bir DNA'yı hücrelere taşıyarak bazı genetik hastalıkları iyileştirmek için kullanılan bir yöntemdir. Polietilenimin ile modifiye edilmiş grafen oksit bu amaçlar için kullanılabilir, ilaç verme durumunda olduğu gibi düşük sitotoksisite göstermesi beklenir.

10. Fototermal Tedavide Grafen

Fototermal terapi (PTT), vücudun hedeflenen bölgesindeki anormal hücreleri, bu hücreleri tahrip edebilen ısı yaratan özel bir maddeye ışınlayarak ortadan kaldırmak için kullanılan bir yaklaşımdır. Grafen oksit, PTT'nin etkinliğini çeşitli yollarla artırır. Birincisi, aynı anda PTT'ye maruz kalırken tümör hücrelerine kemoterapötik ilaçları taşımak için kullanılabilir. Kemoterapi ve PTT'yi bu şekilde birleştirmek, bu yaklaşımlardan birini tek başına kullanmaktan çok daha etkilidir. PTT sırasında kanser hücrelerinin biyo-görüntülenmesi için indirgenmiş grafen oksit (QD-CRGO) nanokompozit kullanılabilir. Dahası, Texas Tech ve Texas A&M Üniversitesi'nden bir grup bilim insanı araştırmalarında, beyin kanserinde PTT kullanımı için bir platform olarak biyouyumlu porfirin ile işlevselleştirilmiş grafen oksidin kullanılmasının, tek başına PTT'den daha fazla kanser hücresi öldürdüğünü ve sağlıklı hücrelere zarar vermediğini gösterdi.

11. Diyabet İzlemede Grafen

Bath Üniversitesi'nden bilim insanları şu anda kullanılan kan şekeri testlerinin aksine cildi delmeyen bir yöntem geliştirdiler. Bir grafen sensörü içeren bu yöntem, en az bir kıl folikülü içeren küçük bir alanda kullanılabilir. Glikozu hücreler arasında bulunan sıvıdan çekerek tespit eder. Bu sadece ağrılı kan şekeri izleme yöntemlerini sona erdirmekle kalmaz, aynı zamanda sonuçların doğruluğunu da artırması beklenir.

12. Diyalizde Grafen

Grafen membranların kullanım alanları yalnızca enerji, nükleer ve gıda endüstrilerinden ibaret değildir. MIT'den bir grup araştırmacı, grafenin kanı; atıklardan, ilaçlardan ve kimyasallardan filtrelemek için de kullanılabileceğini gösterdi. Grafenin bu durumda üstünlüğü, geleneksel membranlardan 20 kat daha ince olması ve hastalar için diyalizde geçirilen sürenin önemli ölçüde azalmasını sağlamasıdır.

13. Kemik ve Diş İmplantasyonunda Grafen

Bir kalsiyum apatit formu olan hidroksiapatit, dental alanında kemiklerin yeniden oluşmasında kullanılan sentetik kemik malzemesidir. Hidroksiapatit ve Kitosan ile birleştirilen grafen, tek başına HAp ile karşılaştırıldığında malzemenin mukavemetinde, korozyon direncinde, esnekliğinde, mekanik ve östeojenik özelliklerinde artış gözlenmiştir.

14. Doku Mühendisliği ve Hücre Tedavisinde Grafen

Grafenin iyileştirebileceği tek doku kemikler değildir. Bazı grafen formlarının, insan osteoblastları ve mekanizma hücreleri ile uyumlu olduğu ve hücrelerin fizyolojik mikro çevresi ile benzer özellikler gösterdiği saptanmıştır. Bu yöntemle büyütülen hücreler, daha iyi büyüme, çoğalma ve ayrışma özelliği gösterir. Kök hücreler, nöronal bozuklukları veya nörodejeneratif hastalıkları olan kişilerin yaşam koşullarını iyileştirmek için dokuların yeniden yapılandırılmasında özellikle önemlidir.

15. Grafen UV Sensörleri

UV sensörleri, cilt problemlerine ve hatta kansere yol açabilecek tehlikeli ultraviyole radyasyon seviyelerini tespit etmek için kullanılır. Bununla birlikte, UV sensörler ayrıca askeri, optik iletişim ve çevre gözlemleme alanlarında da kullanılırlar. Grafen tek başına yüksek bir ışık duyarlılığı göstermeyebilir, ancak diğer malzemelerle birleştirildiğinde, yakın gelecekte giyilebilir elektronik gibi teknolojilere yol açacak esnek, şeffaf, çevre dostu ve düşük maliyetli UV sensörlerinde kullanılabilirler.

Grafen UV Sensörleri hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

16. Beyin İçin Grafen

Beyin hakkındaki gizemler henüz tam olarak açığa çıkmadı. Grafen tabanlı bir teknoloji, bilim insanlarının beynin elektriksel aktivitesini kaydederek bilinmeyenlerin çoğunu ortaya çıkarmasına izin verebilir. Bu yöntemle üretilen yeni bir cihaz, eski teknolojinin sınırlarının üstündeki frekansları algılayabiliyor ve beynin işleyişine müdahale etmiyor. Beynin nasıl çalıştığına dair araştırmanın yanı sıra, teknoloji bilim insanlarının epilepsi nöbetlerinin arkasındaki nedenleri anlamalarına ve hastalar için tedaviler geliştirmelerine yardımcı olabilir. Dahası, beyin hakkında daha fazla şey keşfetmek, protez uzuvların kontrolü dahil birçok alanda kullanılan yeni beyin-bilgisayar arayüzlerinin geliştirilmesine yol açabilir.

17. HIV Tanısında Grafen

Tüm gelişmelere rağmen halen mevcut HIV teşhis yöntemlerinde birçok dezavantaj vardır. Hastaya bulaştıktan yaklaşık bir ay sonra vücuttaki antikorları veya virüsün kendisini tespit edebilirler ancak bu yöntemlerin uygulanması biraz zaman alır ve antikor yöntemine göre daha pahalıdır. İspanyol Ulusal Araştırma Konseyi, Altın Nanopartiküller içeren silikon veya grafenden yapılmış, HIV üzerinde bulunan bir antijen olan p24'ü hedefleyen bir biyosensör geliştirdi. Bu yeni yöntem, virüsü enfekte olduktan yalnızca bir hafta sonra ve mevcut testlerin fark edebileceğinden 100.000 kat daha düşük seviyelerde tespit edebiliyor. Ayrıca, testin sonuçları test edildikten sonraki 5 saat içinde elde ediliyor.

18. Grafen Biyosensörleri

Grafenin avantajlarından biri, minimum miktarda maddeyi tespit etme kabiliyetidir. Büyük hacimdeki tek bir molekül bile onunla tespit edilebilir. Grafen, grafen oksit veya indirgenmiş grafen oksitten yapılan biyosensörler, DNA, ATP, dopamin, oligonükleotidler, trombin ve farklı atomları tespit ederken ultra hassas özellikler gösterir. Hali hazırda grafen ile yapılmış tıbbi sensörler satan birkaç tıbbi şirket bulunmaktadır.

19. Grafen Bakterisit

Grafen, katmanları arasında bulunan hücre zarlarına zarar vererek bakteri, virüs ve mantar gibi mikroorganizmaların oluşumunu önlediği için muhteşem bir bakteri öldürücü maddedir. Grafen, Grafen Oksit ve indirgenmiş Grafen Oksit'in farklı türevleriyle karşılaştırıldığında en iyi antibakteriyel etkileri gösterir. GO aynı zamanda antibakteriyel özellikleri daha da artırmak için gümüş nanopartiküller içeren bir bileşik olarak da kullanılabilir.

20. Doğum Kontrolünde Grafen

Grafen, prezervatifte istenen tüm özelliklere sahiptir: Esnek, ekstra güçlü ve son derece incedir. Manchester Üniversitesi'nden araştırmacılar, grafen ve lateksten oluşan bir "süper prezervatif" geliştirmek için çalıştılar. Araştırma, Bill ve Melinda Gates Vakfı da dahil olmak üzere birçok fon aldı.

21. Sağır-Dilsiz İletişimde Grafen

Bir grup Çinli bilim insanı, işaret dilini metne ve konuşma diline çevirebilen giyilebilir, biyo-entegre bir cihaz geliştirdi. Cihaz, grafenin inanılmaz iletkenlik ve esneklik özelliklerini kullanmakta.

22. Vücut Taramalarında Grafen

X ışınlarının aksine vücut taraması için kullanılabilen T dalgaları insan vücuduna zararsızdır. Ancak, bunun bir püf noktası var. T dalgalarının veya THZ radyasyonunun hem tespit edilmesi hem de üretilmesi zordur. İyi haber şu ki, bazı modifikasyonların ve diğer malzemelerin yardımıyla CVD grafen, THZ radyasyonunu başarılı bir şekilde tespit edebilir. Bu sadece daha güvenli vücut taramalarına değil, aynı zamanda gelecekte inanılmaz derecede daha hızlı internet bağlantılarına da umut vadeder.

Grafenin Elektronikte Uygulamaları

23. Işık Üretmede Grafen

MIT'deki araştırmacılar, ışığın grafenin yüzeyine çarptığında yavaşladığını ve fotonların grafen üzerinde hareket ederken elektron hızına çok yakın bir hızda hareket etmeye başladığını keşfettiler. Bu tesadüf, elektronların ışık bariyerini aşmasını sağlıyor ve ışımaya neden oluyor. Bu yöntemin floresan veya LED'ler gibi geleneksel ışık üretme yöntemlerine göre avantajı, daha verimli, daha hızlı, kompakt ve kontrol edilebilir olması ve grafenden ışık üretmenin daha küçük, hızlı ve verimli bilgisayar çiplerinin geliştirilmesinde önemli bir kilometre taşı olacağını gösteriyor.

24. Grafen Transistörler

Silikonun yerini grafen ile değiştiren yeni süpertransistörler, günümüz teknolojisine göre bilgisayarların hızını bin kata kadar artırabiliyor. Bilgisayarların hızının artırılması, blok zinciri, dış uzay simülasyonları, robotlar ve borsaya katkıda bulunmasının haricinde birçok teknolojinin geliştirilebilmesi için çok önemli bir adım olarak görülüyor.

Grafen Transistör hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

25. Su Geçirmez Elektroniklerde Grafen

En korkulan elektronik cihaz durumlarından biri bu cihazların suya düşürülmesidir. Cihazı sıkıca oturmuş vidalarla sıkıştırmak yerine grafen bu soruna harika bir çözüm sunuyor. Iowa Eyalet Üniversitesi'nden mühendisler, grafenin şeffaf, güçlü ve iletken yapısından dolayı cihazın devrelerini 3 boyutlu yazıcıda grafen kullanarak üretiyor. Grafen pulları belirli bir düzende oluşturulup yalıtkan bağlayıcı ile birleştirilerek iletkenliği artırılıyor. Çoğu uygulama alanında olduğu gibi grafen bu soruna yine harika bir çözüm getiriyor.

26. Giyilebilir Elektronikte Grafen

Araştırmacılar, giyilebilir cihazlara güç sağlamanın yeni yollarını arıyor. Bunu yapmanın olağanüstü yollarından biri, grafenli bir kumaş üzerine basılmış esnek pillerden geçiyor. Bu şekilde insanlar bataryalarını giyebilecek ve telefon gibi elektronik cihazlarını giydikleri bu kıyafetle şarj edebilecek. Bu başarılabilirse çevre dostu ve enerji depolayabilen akıllı bir e-tekstil olacaktır. Bu harika fikrin hayata geçirilmesiyle birlikte taşımak zorunda kaldığımız taşınabilir şarj cihazları tarihe karışacak.

27. Dokunmatik Ekranlar için Grafen

İndiyum kalay oksit (ITO), akıllı telefonlar, tabletler ve bilgisayarlarda bulunan şeffaf iletken maddedir. Rice Üniversitesi'nden araştırmacılar, dokunmatik ekranlarda kullanılmak üzere grafen bazlı ince bir film geliştirdiler. Grafen esaslı ince filmin, daha düşük direnç ve daha yüksek şeffaflığa sahip olup performans açısından ITO ve diğer tüm malzemeleri geride bıraktığı saptanmıştır. Bu nedenle grafen, indiyum kalay oksit için iyi bir alternatif olarak görülmekte.

28. Esnek Ekranlarda Grafen

Grafenin standart bir malzeme haline gelmesinden en çok faydalanacak sektörlerden biri de teknoloji dünyası olacak. Akıllı telefonlar için grafen kullanımı büyük bir adım olacaktır.

Son zamanlarda Çin menşeili bir şirket, grafen dokunmatik ekranlı bükülebilir bir akıllı telefon üretti. Tek katmandan oluşan grafen güçlü, hafif, transparan ve oldukça iletken olduğu için akıllı telefonun ihtiyaç duyduğu tüm özellikleri karşılıyor. Çinli şirketin akıllı telefonu tamamen ortadan katlanabiliyor ve sadece 200 gram ağırlığında, yani kullanım için oldukça uygun. Ancak grafen üretimi akıllı telefonlarda kullanılan diğer malzemelere göre endüstriyel ölçekte pahalıdır. Araştırmacılar bu sebeple daha düşük maliyetlerle grafen üretmenin yollarını arıyorlar. Bu sorun ve diğerleri çözüldüğünde, gelecekte eski telefonların yerini bu esnek akıllı telefonlara bırakacak gibi görünüyor.

Çevre dostu yöntemler ve en düşük maliyetle en yüksek kalitede Grafen üreten Nanografi’nin Greengraphene projesini keşfedin:

Nanografi’nin EU Horizon 2020 projesi "GREENGRAPHENE" hakkında bilgi almak için bize ulaşın.

29. Sabit Disklerde ve Hafızalarda Grafen

Grafen genellikle kullanım ve kontrol edilebilirlik açısından manyetik bir malzeme olarak görülmez. 2015 yılında ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı araştırmacıları, grafeni güvenilir ve kontrol edilebilir bir elektromanyetik malzemeye dönüştürmenin bir yolunu buldular. Bu yenilik sabit disklerde kullanılırsa, bugün kullandığımızdan neredeyse bir milyon kat daha büyük bir kapasiteye sahip olunması bekleniyor.

30. Elastik Robotlarda Grafen

Bir araştırma ekibi, esnek veya elastik robotik parçaları oluşturulurken çok sayıda uygulamada kullanılabilmesi için kızılötesi ışığa duyarlı bir jel geliştirdi. Bu yöntemle oluşturulan yılan benzeri robotlar, dışarıdan gelen herhangi bir kuvvet olmaksızın şeklini değiştirebiliyor. Bu teknolojinin gelecekteki uygulamaları, arama-kurtarmafdan tıbbi operasyonlara kadar değişebilir.

31. Süperiletken Olarak Grafen

Bilim adamları, grafenin süper iletken bir malzeme olarak da kullanılabileceğini keşfettiler. İki katmanlı bir grafen elektronları herhangi bir dirençle karşılaşmadan iletebilir. Bu, grafenin katmanlarının “mucize açı” da denilen 1,1°'lik bir açıyla bükülmesi ile gerçekleşir. Süper iletken malzemelerin çoğu, özelliklerini mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda gösterir. Yüksek sıcaklıklarda çalışan süper iletken malzemeler bile yaklaşık -140 °C'de çalışabilir. Başka bir deyişle, bu süper iletken malzemelerin soğuması için çok yüksek enerjiler gerekir. Grafen, oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda süper iletken bir malzeme olarak kullanılabilirse, birçok uygulama alanı için büyük bir devrim olacaktır.

32. Optoelektronikte Grafen

Zaman geçtikçe enerji ve güç ihtiyacı arttığı için araştırmacılar optik iletişim için yeni bir malzeme üzerinde çalışıyorlar. Farklı üniversitelerin işbirliği ile yürütülen bir araştırmada, grafenin silikon ile entegre edilmesinin mevcut silikonun fotonik teknolojisini artırabileceğini göstermiştir. Peki, bu nasıl oluyor? Çünkü grafen ile yapılan cihazlar daha ucuz, daha basit ve yüksek ölçekli dalga boylarında çalışıyor. Görünüşe göre grafen, düşük enerjili bir optik telekomünikasyon ve diğer birçok optik sistem için uygun bir malzeme olacak.

33. Optik Sensörlerde Grafen

Grafen, süper özelliklerinden dolayı endüstri ve bilimde büyük gelişmelere sebep olmuştur. Araştırmacılar optik sensörlerin boyutunu küçültmek için bile grafen kullanmakta. Son zamanlarda, Barselona'daki Fotonik Bilimler Enstitüsü (ICFO), Graphene Flagship ekibinin işbirliği ile birçok araştırmacı tarafından imkansız olduğu düşünülen ışığın tek bir atom kalınlığına indirgenmesini sağlayan bir çalışma yürüttü. Bu keşif, ultra küçük optik sensörler ve anahtarlarda büyük bir gelişmeye yol açacak.

34. Grafen Güvenlik Sensörleri

Grafenin ilk pratik ve gerçek uygulamalarından biri güvenlik kartlarıydı. Birçok mağazanın kullandığı hacimli sensörler yerine grafen ile yapılan sensörler daha küçük, daha estetik, devreye zarar vermeden bükülebiliyor ve etiket başına sadece birkaç kuruşa mal oluyor.

Grafenin Gıda Endüstrisindeki Uygulamaları

35. Gıda Ambalajında Grafen

Grafen, su ve oksijen transferini engellediği için kaplama malzemesi olarak da kullanılabilir. Grafen membranlar, yiyecek ve ilaçları daha uzun süre taze tutacak gıda veya ilaç ambalajlarında kullanılabilir. Basit bir uygulama gibi görünebilir, ancak her gün tonla yiyeceğin israf edilmesini engelleyebilir.

36. Su Arıtmada Grafen

Normalde, su arıtma basit bir süreç değildir ve sürecin fizibilitesi suyun ne kadar kirlendiğine bağlıdır. Avustralyalı bir bilim adamı, suyu bir adımda arıtmak için düşük maliyetli bir teknik buldu. Filtre olarak 'GrapHair' olarak da adlandırılan soya bazlı grafen kullanmayı denedi. Bu filtre, en kirli suyu bile içilebilir hale getirebiliyor. Ayrıca diğer yöntemlere göre daha verimli, daha ucuz ve çevre dostu.

37. Tuzdan Arındırmada Grafen

Gezegende bulunan toplam suyun yaklaşık% 97,5'i tuzludur. Ne kadar kuyu açarsak açalım, toplamın sadece% 2,5'i tatlı su. Grafen kullanılan arıtma filtreleri bu noktada çok iyi sonuç veriyor. Manchester Üniversitesi, daha yüksek yoğunluğa sahip olan ve su parçacıklarının geçmesine izin veren ancak tuzları engelleyen bir filtre yapmak için grafeni kullandı.

38. Bitki Korumada Grafen

Grafen, sensörler için harika bir malzemedir. Grafenin benzersiz yapısı sayesinde mikro boyutlu sensörler üretilebilir. Bir molekülün çevre için tehlikeli olup olmadığı tespit edilebilir. Bu sensörler gıda endüstrisinde, özellikle mahsullerin korunmasında kullanılabilir. Çiftçiler, mahsul için tehlikeli ve zararlı gazları tespit edebilir ve hatta atmosferik şartlara, neme ya da bitkilerin su ihtiyacına göre en iyi ürünün nerede yetişeceğini saptayabilir.

39. Gıda Güvenliği için Grafen

ABD Rice Üniversitesi tarafından yapılan araştırmalar, lazerle indüklenen grafenin tahta, ekmek, hindistancevizi vb. gibi çeşitli maddelere uygulanabileceğini göstermiştir. Üzerinde mürekkeple basılmış desenler bulunan bir madde gibi görünebilir, ancak değildir. Lazer, malzemeyi karbonlaştırır ve karbonlanmış malzeme grafene dönüştürülür. İstenilen herhangi bir model bu teknikle elde edilebilir. Gıda güvenliği ile ilgili sorunlar bu teknikle aşılabilir.

Nanoteknoloji ve Gıda hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Grafenin Spor Uygulamaları

40. Ayakkabılarda Grafen

Grafen spor ayakkabı? Evet, bu durumda tamamen kullanılmasa da, diğer kompozit malzemeler burada grafenden yararlanır. Aslında saf grafenden yapılmış bir tabanın yüzlerce yıl dayanabileceği iddia ediliyor. Manchester Üniversitesi ve spor markası Inov-8, dış tabanların mukavemet ve esneklik özelliklerini %50 artırmak için grafen kullanarak bir ayakkabı geliştirdi. Bu ayakkabılar daha dayanıklı ve kemiklere ya da eklemlere zarar verebilecek darbeleri emebiliyorlar.

41. Kasklarda Grafen

İdeal bir kask güçlü, darbeye dayanıklı, dayanıklı, rahat ve hafif olmalıdır. Grafen inanılmaz derecede güçlü, hafif ve esnektir. Kurşungeçirmez yeleklerde bile kullanıldığından darbelere kesinlikle direnebilir. Bu özellikleri ile grafen ticari olarak motosiklet kasklarında kullanılmaktadır.

42. Lastiklerde Grafen

Grafen ayrıca akıllı lastikler ve spor bisiklet bileşenleri yapmak için kullanılır. Bisikletin lastiklerine grafen eklemek delinme direncini ve hızını arttırır, yuvarlanma direncini azaltır ve lastikleri daha hafif, daha güçlü, daha hızlı ve daha dayanıklı hale getirir.

43. Grafen Giysiler

Kumaşlarda grafen liflerinin kullanılması, ısıyı koruyabilen ve ultraviyole ışınları engelleyebilen antibakteriyel ve anti-statik giysiler üretilmesini sağlar. Bu kumaşlar, dış mekan spor kıyafetleri, toprak bakterilerini uzaklaştıran çocuklar için pijamalar ve hatta yüzeyinde bakteri gelişimini önleyici kaplamalar bulunan mobilyalar oluşturmak için kullanılabilir.

44. Grafen Raketleri

Grafen, servis hızını ve dengesini artırırken raketin enerji dağılımını ve ağırlığını iyileştirebilir. Tenis ekipmanı üreticisi Head, Novak Djokovic ve Sascha Zverev gibi tenis yıldızları tarafından halihazırda kullanılan "Graphene 360" adlı, grafen ile geliştirilmiş, piyasada bulunan bir dizi raket geliştirdi.

45. Grafen Elektronik Dövmeler ve Fitness Takibi

Grafen elektronik dövme (GET), Teksas Üniversitesi'ndeki bilim adamları tarafından geliştirilmiştir. Birincisi, neme karşı daha dirençlidirler, daha fazla elastikiyete -% 40'a kadar büyüme ve küçülme kabiliyeti- sahiptirler. 463 ± 30 nm toplam kalınlığa ve yaklaşık% 85 optik şeffaflığa sahiptirler. İkinci bir deri gibi davranırlar. Bu dövmeler kalp atış hızını, sıcaklığı, hidrasyon seviyelerini, oksijen doygunluğunu ve hatta UV'ye maruz kalma seviyesini izlemek için kullanılabilir. Uygulama alanları fitness’tan ilaç takibine kadar değişebilir.

Grafenin Diğer Uygulamaları

46. Grafen ve İpek

Çin'deki araştırmacılar, saf hali bile harika özelliklere sahip olan ipeği daha da geliştirmek için bir araştırma yaptılar. İpekböcekleri beyaz dut yapraklarını yerler. Araştırmacılar yapraklara yüzde 0,2 grafen içeren bir çözelti püskürttüler ve ipekböceklerinin yaprakları yemesine izin verdiler. Bulgular umut vericiydi çünkü grafen püskürtülmüş yapraklarla beslenen ipekböcekleri, normal bir ipekböceğinin verebileceğinden on kat fazla ipek üretiyor. Grafenin ne kadarının ipekböcekleri tarafından sindirildiği belirsizken, bu çalışma son yılların gündeminde olan akıllı giyim üzerine olumlu bir etki yarattı.

47. Çimentoda Grafen

Gün geçtikçe grafenin kullanıma alanları da genişlemekte. Grafenin kullanım alanları içerisinde önemli bir potansiyel barındıran bir sektör de inşaattır çünkü grafen güçlü ve aynı zamanda hafiftir ve inşaat için mükemmeldir. Çelik yerine kullanılabilir, ancak güç ve ağırlık tek parametreler değildir. Grafenin ana sorunu, çatlağın grafende çok hızlı yayılması ve feci arızalara neden olabilmesidir. Araştırmacılar, grafeni inşaatta kullanmanın yollarını bulmaya çalışıyorlar. Exeter Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, takviye malzemesi olarak çimentoda grafeni kullandı ve test etti. Sonuç olarak 2,5 kat daha güçlü ve 4 kat daha az su geçirgen beton elde edildi, bu da grafenin inşaatta harika bir takviye malzemesi olabileceğini kanıtladı.

48. İzolasyonda Grafen

İki grafen levha “sihirli açı”ya denk gelecek şekilde ayarlandığında grafen bir süper iletken veya yalıtkan malzeme olarak kullanılabilir. Arabaların, gemilerin veya uçakların metal parçalarının çoğu paslanma sorunu yaşıyor. Grafen boya ile birleştirildiğinde, paslanmaz yüzeyler oluşturmak için harika bir yalıtım malzemesi olabilir. Diğer bir uygulama, tuğla ve taşların kaplanması olabilir. Bu şekilde su geçirmez evler yapılabilir.

49. Hoparlörlerde ve Kulaklıklarda Grafen

Hoparlör, havadaki bir membranı titreştirerek elektriği sese dönüştürür. Grafen, hafif ve büyük sertlikte membranlar yapmak için kullanılır. Ayrıca kulaklıklar, grafenle güçlendirilmiş küçük bir diyafram kullanır. ORA Sound şirketi tarafından geliştirilen bir kulaklık olan GrapheneQ, daha hafif ve küçük olmasının yanı sıra aynı zamanda daha az enerji ile daha yüksek ve kaliteli seslere ulaşabilir.

50. Fotoğrafçılıkta Grafen

Olağanüstü özellikleri, ultraviyole ve kızılötesi ışınlara olan hassasiyeti ile grafen, dijital fotoğrafçılığı ve fotoreseptör ya da optik modülatör kullanan birçok alanı daha ileri taşıyabilecek bir malzeme. Kameraların grafen ve kuantum nokta ile geliştirilmiş sensörleri hem şimdiye kadar üretilen herhangi bir küçük sensörden çok daha yüksek çözünürlük seviyelerine ulaşıyor hem de daha küçük ve hafif.

51. Otomotivde Grafen

Grafenin olağanüstü gücü ve sertliği esnekliği ile birlikte düşünüldüğünde bu konumu onu çarpmalardan hasar almayan araçların üretilmesinde mükemmel bir aday yapıyor. Böyle bir teknoloji sayesinde trafik kazalarından kaynaklanan ölümler büyük ölçüde önlenebilir. Önümüzdeki on yıl içinde showroomlarda görebileceğimiz grafen arabaların da daha ucuz ve daha hafif olması bekleniyor.

52. Uçaklarda Grafen

İngiltere'den bilim insanları kanatların karbon fiber kaplamasında grafen kullanılan bir uçak tasarladı. Tasarlanan bu uçak, tam adı ile Prospero, kanatları geliştirilen kompozitin sadece tek katmanı ile kaplandığı için çok daha hafif. Daha az yakıt tüketiyor, darbeye daha dirençli ve ayrıca çevreye olan maliyeti de daha düşük.

53. Grafen Boyalar

Her ressam bunu çok iyi bilir: Nem, resmin bir numaralı düşmanıdır. Graphenstone adında bir şirket grafen kullanarak boyalarla ilgili yaşanan sorunlara çözümler buluyor. Peki sonuçlar? Grafen kullanımı ile ışık boyadan çok daha iyi yansıyor, daha koruyucu bir hale geliyor ve metrekare başına 120 gram karbondioksit tüketiyor. Bu boya ayrıca metallerle temas halinde ise korozyonu da önlüyor.

54. Balistikte Grafen

Kevlar; kurşun geçirmez yelek, kask ve koruyucu kıyafet ve hatta silah imalatında kullanılır. Ancak grafenin daha fazla işlenebilirliği vardır ve kaza durumunda ve kan dolaşımıyla temas halinde tıbbi olarak daha güvenlidir. Dahası, Kevlar ve grafen kombinasyonu ile üretilen kompozitler aşınmaya karşı daha dirençlidir ve tek başına Kevlar ile karşılaştırıldığında elyafların korunması için ısı emilimini arttırır.

55. Askeri Koruyucu Donanımlarda Grafen

Grafen için gündemde olan kullanım alanlarından biri de silah endüstrisine yöneliktir. Özellikle, kullanışlılığı zırhlara ve korumaya yönelik olacaktır. Kask, kurşun geçirmez yelek ve daha birçok aksesuar yapımında kullanılabilir. Aslında, polis güçlerinin ve ordularının geleceği için kritik bir malzeme olabilir.

Balistik Koruma Amaçlı Nano Malzemeler hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

56. Termal ve Kızılötesi Dürbünlerde Grafen

Son yıllardaki en büyük gelişmelerden biri de termal ve kızılötesi görüşe izin veren grafen lenslerin geliştirilmesidir. Grafen, kullanıcıya kızılötesi ve termal görüş sağlayan dahili bir kamera ile bu tür ultra ince cihazların üretilmesine izin verir. Şimdiye kadar sadece bilim kurgu filmlerinde gördüğümüz bir şey gerçeğe dönüşüyor.

57. Makine Yağlarında Grafen

Endüstriyel makineler çoğunlukla sürtünmeden muzdariptir çünkü sürtünme makinelerin dayanıklılığını, gücünü, verimini ve çalışma ömrünü olumsuz etkiler. Bu etkileri en aza indirmek için katı veya sıvı yağlayıcılar kullanılır. Son zamanlarda sayısız potansiyel uygulama alanına sahip olan grafen bu konuda da öne çıkmaya başladı. Peki neden grafen? Çünkü geleneksel malzemelere kıyasla mükemmel sürtünme ve aşınma özellikleri sunar. Aynı zamanda katı veya sıvı yağlayıcı olarak da kullanılabilir. Ek olarak, büyük bir kimyasal stabiliteye, pürüzsüz ve yoğun bir şekilde paketlenmiş yüzeye sahip olması, grafeni harika bir yağlayıcı malzeme yapıyor.

58. Cam için Korozyon Korumada Grafen

Grafenin uygulama alanlarından biri de cam kaplama malzemesi olarak kullanılabilmesidir. Cam, korozyona karşı yüksek dirençli bir malzeme olmasına rağmen, yüksek nem veya aşırı pH değerleri gibi bazı koşullar altında korozyona uğrayabilir. Ayrıca, camın dayanıklılığı, ilaç veya optik endüstrisi gibi bazı alanlarda hayati öneme sahip olabilir. Yüksek şeffaflığa ve yüksek kimyasal sabiliteye sahip grafen, camın korunması için umut verici bir malzeme olabilir. Korozyon, oksidasyon, elektromanyetik radyasyon gibi her türlü muhtemel bozunmayı önler.

59. Radyasyon Korumasında Grafen

Bilim adamları, insan sağlığı için çok tehlikeli olduğu için radyasyonu minimumda tutmaya çalışıyorlar. Bu amaçla, radyasyona karşı koruyucu malzeme olarak çeşitli alternatifler var ancak koruyuculuğu etkileyen birçok parametre bulunmakta. Grafen, zayıf bir radyasyon emici olarak bilinir, ancak bilim adamları, grafenin çok katmanlı formda, levha halinde kullanıldığında harika bir koruyucu malzeme olabileceğini keşfettiler. Grafen, düşük üretim maliyeti, hafifliği ve diğer koruyucu malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek verimliliği sayesinde bu amaç için olağanüstü bir malzemedir.

60. Korozyon Önleyici Petrol ve Gaz Boruları için Grafen

Petrol veya gaz taşımak için kullanılan su altı boruları, CO2 ve suyun bazen dış katmanlardan geçebilmesinden dolayı zamanla korozyona uğrar. Bunları onarmak maliyetlidir ve korozyon nedeniyle kırılırlarsa, su canlıları için tehlike oluşturan toksik maddeler serbest kalır. Manchester Üniversitesi'nden araştırmacılar ve teknoloji firması TWI, grafen levhalar ile bir kaplama geliştirdi ve bunu boruların deniz altında maruz kalacağı sıcaklık ve basınç koşulları altında test etti. Sonuç olarak, CO2 ve diğer aşındırıcı maddelerin geçirgenliği %90 oranında azaldı.

Bildiğiniz bir grafen uygulaması bulamadınız mı? Ya da artık geçerli olmayan bir kullanım mı gördünüz? Grafen, muhteşem özelliklere sahip yeni ortaya çıkan bir malzemedir ve bununla ilgili onlarca araştırma her gün başlatılır veya sonuçlandırılır, bu yüzden birini kaçırmış olabiliriz.

Bize info@nanografi.com adresinden e-posta gönderin ve katkınızı size özel referansla listeye ekleyelim.

Grafenin özellikleri, kullanım alanları hakkında dahası için blog yazılarımızı buradan inceleyebilirsiniz.