グラフェン Changes the World

UCLAと他の二つの大学の研究者が、難燃性自己消火型モーションセンサーと発電機を設計しました。 http://newsroom.ucla.edu/releases/flame-resistant-wearable-sensors-safety-equipment この装置、消防士、石油掘削機、その他極端な気温や過酷な環境を扱う人々が着用する靴や衣服に埋め込むことができます。 自己発電センサーは、摩擦電気ナノ発電機の一種です。摩擦帯電は、ある材料が別の材料と摩擦するときに電子の交換からエネルギーを発生させます。この場合は、デバイス自体と着用者の衣服または皮膚、あるいはデバイスと地面です。 またこの装置は、歩行、走行、跳躍、静止の違いを感知できるため、着用者が危険にさらされたり、動けないでいるなどを検出できます。 摩擦電気ナノゲーターはすでに存在しますが、可燃性のプラスチックや織物などの材料を使用しているため、現在のモデルでは火や極端な温度に耐えることができません。 その問題を克服するために、新しい装置は研究者が発明したカーボンエアロゲルから作られています。エアロゲルは非常に軽量であり（体積の95％が空気中）、高温でも安定しているため、難燃性機器での使用に最適です。 「カーボンエアロゲルは電気を効率的に伝導し、環境に優しい材料を含んでいます」「エアロゲルはとても軽いので、着用者はデバイスさえも感じません」とEl-Kadyは言っています。 エアロゲルを形成するために、研究者たちは、ホルムアルデヒドとレゾルシノールの2種類の化学物質を、ポリアクリロニトリル繊維とわずか数ナノメートルの厚さの酸化グラフェンシートと混合しました。 彼らはそれからゲルを乾燥させて液体内容物を除去し、そしてそれを水素で満たされた小さなチャンバー中で加熱し、耐久性があるが軽量のカーボンエアロゲルナノ複合材料を残しました。 この研究は、グラフェン、酸化グラフェン、およびグラフェンスーパーバッテリーを製造しているNanotech Energyによってサポートされています。 Nano Enegyに掲載された論文 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519301399

ライス大学とイラン科学技術大学の研究者らは、構造物のセンサーとして機能することができるユニークなセラミック材料を発見したことをアナウンスしました。 Graphene/hBN ceramic could act as a sensor for structures and aircraft セラミックは、弾性ひずみの下ではより導電性が高くなり、塑性ひずみの下ではより導電性が低くなり、建物、橋梁、航空機などの構造物に埋め込まれた新世代のセンサにつながる可能性があります。 弾性歪み下では、材料の内部構造は変化しません。しかし、塑性ひずみ下の同じ材料（この場合、変形するのに十分な弾性を超えてそれを伸ばすことによって生じる）は、その結晶格子を歪ませる。 GBNは、それぞれの場合で異なる電気的特性を示していることから、構造センサーとしてはふさわしい候補となっています。 六方晶窒化ホウ素がセラミックスの特性を向上させることができることをすでに判明していましたが、グラフェンを加えることで、驚くべき電気的特性とともに、グラフェンがさらに強くなり、用途が広くなることを発見しました。

Nanotech Energy 、 UCLA Energy Incubator 、およびグラフェンの最初の特許保有者が、高品質グラフェン系材料の製造における大きな成果を発表 理論的限界の範囲内で表面積貯蔵を拡大する技術的画期的な結果を発表 2019年1月16日11:53 AM東部標準時間 ニューヨーク - （BUSINESS WIRE） -グラフェン、グラフェン酸化物、グラフェンスーパーバッテリーの世界トップサプライヤーであるNanotech Energyは、ハイテク製品の製造における記念すべきハードルをクリアしたことを本日発表しました。Nanotech Energyに現在独占的にライセンスされているグラフェンの最初の特許は、2002年にNanotechの共同創設者でUCLAの化学および材料科学工学の教授であるRichard Kaner博士によって申請されています。 独自の技術により、Nanotech Energyは2500㎡/gを超える比類のない表面積を持つグラフェンを製造することができます。これはほぼ理論上の限界です。この2500㎡/g超のグラフェンはNanotech Energy社内でのみ使用されていますが、メチレンブルー吸着法測定2,000～2,200㎡/gの表面積を有する第２バージョンのグラフェンは購入可能です。 グラフェンは、1グラムあたり2,600㎡をわずかに超える理論表面積限界を持つ、カーボンの単層です。表面積は、どれだけの電子を蓄えることができるか、そして次にどれだけのエネルギーを電池およびスーパーキャパシタに蓄えることができるかを決定する。大きな表面積がなければ、グラフェンはその最上級の大部分を失い、グラファイトのようにふるまいます。 Nanotechの創設者兼CEOのJack Kavanaughは次のように述べています、「Nanotech Energyは、優れたエネルギー密度、電力密度、サイクル寿命、そして最も重要なのは安全性の境界に達する驚くべき技術を生み出しました。 それは会社と業界にとって刺激的な時です。」 Maher El-Kady博士は、次のように述べています。「グラフェンの特性は層の数によって異なることは広く認められています。私たちのグラフェンの大きな表面積は、グラフェン産業を劇的に変える可...

イリノイ大学シカゴ校のUIC Todayの記事から Using graphene to detect ALS, other neurodegenerative diseases 研究チームは、ALSや他の神経変性疾患の検査に超材料グラフェンを使用することができると述べている。 ALSは筋萎縮性側索硬化症の略で、モーターニューロン疾患（MND）またはルーゲーリック病とも呼ばれます。英国の理論物理学者、宇宙論者、スティーブン・ウィリアム・ホーキング博士（1942〜2018年）もALSを持っていた。 ALSは、医師が排除プロセスを通じて診断する進行性の神経変性疾患。つまり、診断に達するまでには、他の疾患の疑いを排除する必要がある。 研究によると、ALS患者の脳脊髄液をグラフェンに添加すると、多発性硬化症患者の体液を添加した場合や、神経変性疾患のない患者の体液を添加した場合と比較して、グラフェンの振動特性には明らかに異なる変化が生じた。 これらの特徴的な変化は、ALS、MS、または神経変性疾患のない患者の体液がどのような種類の患者に由来するかを正確に予測した。 「グラフェンは厚さが1原子であるため、表面上の分子は非常に大きく、測定できるグラフェンのフォノンエネルギーに特定の変化を生じさせることができます」エンジニアリングと論文の著者であるUICカレッジの化学工学教授Vikas Berryは述べている。グラフェンの振動特性の変化は、添加された分子の固有の電子特性に依存し、「双極子モーメント」と呼ばれる。 「分子によって引き起こされるグラフェンのフォノンエネルギーの変化を測定することによって、グラフェンに添加された分子の双極子モーメントを決定することができる」とベリー氏は説明する。

不要なテラヘルツ放射をろ過する。 （画像：EPFL） engineering.com の記事より グラフェンベースのRF通信デバイスは、従来のRFエレクトロニクスの周波数、電力損失、および直線性など、いくつかを克服する可能性があります。 超高速RF通信システムには、アンテナ、信号発生器、増幅器、フィルタなどのすべての部品が高性能であることが必要ですが、グラフェンを使用することで、システム全体と、個々の部品の性能を改善できる可能性があります。 高性能なグラフェンベースのアンテナは、グラフェンと半導体材料の両方の組み合わせを使用して設計することができます。グラフェンは非常に柔軟な材料であるため、非常に小さいグラフェンストリップ（幅10-100nm、長さ1μm）を超小型アンテナ（μmおよびnmサイズ）の設計に使用できます。これは、スマートフォン、コンピュータ業界、スマートカード、電子キー、RFIDタグなどで大きな可能性を秘めています。 EPFLの科学者は、不要なノイズを除去して意味のある放射線信号を保護できるグラフェンベースのマイクロチップを既に開発しています。 今日、RF通信はギガヘルツの範囲で動作しますが、グラフェンベースのマイクロチップは、現在採用されていない、テラヘルツの範囲で動作します。この追加帯域幅を使用することにより、デバイスは現在の技術で可能な数十倍の速さでデータを転送することができます。 小型化と高速通信と多チャンネル化が容易になることで、IOTもさらに拡大しやすくなりそうです。

タイヤ＆パーツニュース（プレスリリース）より フォードが2014年から取り組んでいる研究の成果として、グラフェンをごく少量使用すると、望ましくないキャビンノイズを減らすことができるそうです。 フォードのチームは、燃料レール、エンジン、各種ポンプのカバーなどの部品に、ごく少量のグラフェンを使用する方法を考え出しました。その結果、不要な騒音を減らすことができます。フォードによると、新しい部品の外観は変わらないものの、ノイズを17％削減し、耐熱性を30％向上させることができるます。 一般的に、このようなカバーを追加すると重量が増え、燃費に影響を与えますが、グラフェンは軽量材料であるため、交換する部品の重量よりも低くなるので、実際に軽量化に寄与することができます。 年末までに生産に入ると予想され、最初にMustangとF-150で使用され、最終的には他のモデルに転用される予定です。 グラフェンを機能性材料として使う場合は、純度をあまり求められない場合が多いので、普及は早そうです。

GIZMODO英語版より これまで夢の素材と言われてきたグラフェンを商業的に販売する企業が世界中に増えてきました。 そんな中最新の研究によると、ノーベル賞を受賞した超薄型の「グラフェン」を製造しているとする企業60社のうち、グラフェンを50％以上含む企業はなく、その多くは10％未満であることがわかりました。 グラフェンは、厚い層になるとその特性を失いますが、分析された偽物は、10〜1000層の間にありました。 また、グラフェンは100％の炭素でなければなりませんが、ほとんどのサンプルが汚染されていたということです。 残念ながら、この研究を行った学者たちがどの企業をピックアップして分析したかは、公表されていないそうです。 このオリジナル論文では、健康で信頼できる世界的なグラフェン市場を創出するには、グラフェンの特徴付けと生産の厳しい基準を作成することが、唯一の方法であると主張しています。