グラフェン Changes the World

  グラフェンの応用製品にも時代によって、変わってきています。 Graphene-infoの記事を参考にしたトップ10ランキング 　　　2015年　　　　　　⇒　2020年 エレクトロニクス　　⇒　医療 センサー　　　　　　⇒　センサー 電池　　　　　　　　⇒　電池 医療　　　　　　　　⇒　複合材料 複合材料　　　　　　⇒　自動車用途 スーパーキャパシタ　⇒　コーティング コーティング　　　　⇒　スーパーキャパシタ ３Dプリンター　　　⇒　熱伝導 太陽電池　　　　　　⇒　インク ディスプレイ　　　　⇒　エレクトロニクス

ナノテクエナジー社の協同創設者でもあるUCLAのリチャード・B カーナー教授研究室から2008年にこのような研究が発表されており、今また注目が集まっています。 数年前に、日本の有名大学の教授から、 グラフェンは疎水性で水性分散できないと指摘を受けたことがありました。 日本では、まだあまり知られていないようなのでご紹介します。 詳細は、オリジナル論文をご覧ください。 グラフェンナノシートの加工可能な水性分散液 グラフェンは、並外れた電気的特性、機械的特性、熱伝導率を備えており、 ナノエレクトロニクス、センサー、ナノコンポジット、バッテリー、スーパーキャパシター、水素貯蔵など、 多くの技術分野での潜在的な用途に大きな可能性を秘めています。 そして、そのほとんどのアプリケーションで使用するためには、 処理可能なグラフェンが大量に入手可能であることが必須条件です。 ところが、疎水性グラフェンまたはグラファイトを 分散剤の助けを借りずに水中に直接分散させることは 一般的に克服できない課題であると考えられていました。 高い比表面積を持つグラフェンシートは、互いに十分に分離されていない限り、 不可逆的な凝集体を形成する傾向があり、ファンデルワールス相互作用によりグラファイトを形成するために再スタックする傾向さえあります。 これは、ポリマーを付着させることにより、凝集を減らすことができますが、 ほとんどの用途では、外部安定剤の存在は望ましくありません。 個別に分離した状態で、比較的きれいなグラフェンシートを大量に生産する新しい戦略が必要です。 この論文では、グラファイトから得られた化学的に変換されたグラフェンシートが、 静電安定化により安定した水性コロイドを容易に形成できることを報告ししています。 この発見により、ポリマーまたは界面活性剤の安定剤を必要とせずに、水性グラフェン分散液の大規模生産への簡単なアプローチを開発することができました。私たちの発見は、低コストの溶液処理技術を使用してグラフェン材料を処理することを可能にし、多くの技術的用途にこのユニークなカーボンナノ構造を使用する大きな機会を開きます。 nature nanotechnology Processable aqueous dispersions...

physicsworld より カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）の研究者は、グラフェンを含有するエポキシ樹脂複合材料は、電子装置を電磁放射から遮蔽し、同時にこれらの装置内の過剰な熱を放散するために使用され得ることを発見しました。 電子機器がますます小型化され、ますます高い周波数で動作するようになるにつれて、さらに多くの熱および電磁波を発生させます。これらはEM波も熱を発生させるため、装置自体を劣化させるだけではなく、近隣の電子システムに悪影響を及ぼす可能性があります。電磁波放射は人間や動物の健康や環境にとっても害となる可能性もあります。 過剰な熱については、この熱を消散させる高い熱伝導率を有する界面材料を使用することによって解決されます。また電磁波を遮断するためには、電磁波シールド材料が使われます。 しかし、これら2種類の材料は、特性が非常に異なります。 効率的な熱伝導材料は通常絶縁体であるのに対して、優れたシールド材料は熱伝導率が低い可能性があります。 このことは、両方のタイプの材料を同じ装置で使用する必要があることを意味し、それが複雑さとコストを増すことになります。 UCRの研究者たちは、グラフェンを含む複合材料が、過剰な熱を放散しながら電磁波を遮断することができることを発見しました。 「驚くべきことに、グラフェン複合材料は、いわゆるパーコレーションしきい値を下回ってもEMエネルギーをブロックし、電気絶縁性を維持できることを発見しました（これは、熱界面材料にとって重要な特性です）。 「グラフェン複合材料は、99.998％以上の高周波電磁波を遮断することができます」と研究者は言います。「電磁シールドでは、電磁波がシールド材料内部の電荷担体と相互作用して電磁放射が反射または吸収される必要があります」と彼は説明します。この理由のために、遮蔽材料は導電性であるかまたは導電性フィラーを含まなければなりません。 グラフェンは優れた電気伝導体であり、この材料から作られたフィラーが電磁波を反射および吸収することを可能にします。それはまた、優れた熱伝導体です。これは、2D材料のフォノン（結晶格子振動の量子）のユニークな性質のおかげです。 Dual‐Functional Graphene Composites for Electr...