1.3. Nanographen (GNPs)
1.3.4. Ứng dụng của GNPs [14]
GNPs là siêu vật liệu với rất nhiều ưu điểm vượt trội và ứng dụng rộng rãi, tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa thấy loại vật liệu này được sử dụng phổ biến trong cuộc sống. Lý do chính là q trình sản xuất hàng loạt vẫn cịn gặp nhiều khó khăn và giá thành rất cao. Dù vậy đây vẫn là vật liệu được dự đoán sẽ tạo ra nhiều bước đột phá lớn cho nhiều ngành công nghiệp trong tương lại, đặc biệt là ngành công nghệ điện tử.
GNPs là một chất dẫn trong suốt và linh hoạt, có nhiều hứa hẹn cho các ứng dụng vật liệu, thiết bị khác nhau bao gồm pin mặt trời, điốt phát sáng (LED), bảng điều khiển cảm ứng…Một số ví dụ điển hình như:
- Dây dẫn và điện cực trong suốt: GNPs là vật liệu trong suốt và có tính dẫn
điện tốt do vậy có tiềm năng dùng làm dây dẫn trong suốt trong các tấm pin mặt trời và các thiết bị điện tử gia dụng khác. Các dây dẫn hoặc điện cực này sẽ là vật liệu thay thế rẻ hơn và mềm dẻo hơn nhiều so với các loại vật liệu hiện đang được sử dụng trong các tấm pin mặt trời và các thiết bị điện tử dẻo khác.
- Chế tạo pin: các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cực dương của GNPs giữ
điện tốt hơn cực dương của than chì với thời lượng nạp nhanh hơn đến 10 lần. Hơn nữa khi trộn lẫn GNPs với vanadi oxit (phương pháp này tương đối rẻ tiền) có thể tạo ra cực âm pin, có thể sạc tới 90% dung lượng chỉ trong 20 giây, và giữ khả năng đó ngay cả sau 1000 chu kì sử dụng.
- Ứng dụng trong cảm biến: Một trong những ứng dụng quan trọng của GNPs
là trong các cảm biến khí, cảm biến sinh học. Nguyên lý hoạt động của các cảm biến dựa trên sự thay đổi độ dẫn của GNPs khi hấp thụ các nguyên tử, phân tử lên
bề mặt. Các cảm biến sử dụng GNPs có độ nhạy cao và giới hạn phát hiện nhỏ. Nhiều ứng dụng khác cho GNPs cũng đã và đang được phát triển trong các lĩnh vực điện tử, kỹ thuật sinh học, vật liệu compozit nhẹ/bền, quang điện và lưu trữ năng lượng… Đối với vật liệu polyme compozit, GNPs thường được sản xuất dưới dạng bột và như một chất phân tán trong nền polyme. GNPs làm chất gia cường cho một số loại nhựa nhiệt dẻo nhằm tạo ra vật liệu siêu nhẹ, siêu bền, chống tĩnh điện. Với nền cao su, GNPs làm chất gia cường mục đích cải thiện tính chất cơ học, đặc biệt nâng cao khả năng chống mài mòn của cao su.