برچسب: گرافن

افزایش عملکرد پلیمر و پلاستیک با ترکیب سیلکون و گرافن

شرکت میتو متریال سلوشنز (MITO Material Solutions) روشی برای عامل‌دار کردن گرافن ارائه کرده که با استفاده از آن می‌توان افزودنی‌های مختلفی به‌منظور تقویت ساختار مواد کامپوزیتی و پلیمر تولید کرد.

این افزودنی به‌طور قابل توجهی ویژگی مکانیکی (از جمله مقاومت در برابر کشش، مدول خمشی و دیگر موارد) پلاستیک‌ها و کامپوزیت‌ها را بهبود می‌دهد و به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا در طیف وسیعی از کاربردها که به مقاومت بالا و وزن کم نیاز است، این مواد جایگزین فلزات شوند.

این افزودنی‌ها دسته‌ای از ترکیبات قابل اصلاح بوده که ترکیبی از سیلسکوئیوسان الیگومریک (oligomeric silsesquioxane (POSS)) چند وجهی هستند، مولکولی از جنس اکسید سیلیکون که دارای گروه‌های عاملی آلی بوده که پیش از این توسط شرکت هیبرید پلاستیکز (Hybrid Plastics) توسعه داده شده‌است. در این محصول از نشاسته و همچنین اکسیدگرافن که دارای گروه‌های عاملی در لبه‌ها بوده، استفاده شده‌است.

افزودنی ترکیبی اکسیدگرافن-POSS معروف به E-GO اولین محصول این شرکت است و هم اکنون برای آزمایش در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. دیگر محصولات در دست تولید است.

یکی از مزیت‌های عمده E-GO، توانایی آن در کاهش مشکلات مربوط به پراکندگی، مانند اگلومره شدن یا رسوب، است. هیلی کیت بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت میتو می‌گوید که این افزودنی با ایجاد فاصله مناسب بین لایه‌ها در پلاکت GO، مکان‌های واکنش مناسب را نیز فراهم می‌کند.»

برای تولید مواد افزودنی، میتو یک فرآیند انحصاری قوی، با بازده بالا ایجاد کرده است که به تازگی از آزمایشگاه به یک مرکز تولید این شرکت انتقال داده شده‌است.

در ادامه، افزودنی پودری میکرومقیاس به رزین‌های پلیمر اضافه می‌شود و در آنجا پراکنده شده و به ذرات نانومقیاس در می‌آید.

کویت کیت مهندس ارشد میتو می‌گوید: «ادغام مواد افزودنی در فرآیند تولید بدون ایجاد اختلال در فرآیندهای موجود در پلیمر، بسیار آسان بوده و فقط ۰٫۱ درصد غلظت وزنی از مواد افزودنی مورد نیاز است تا بهبود قابل توجهی در خواص مکانیکی حاصل شود.»

با این افزودنی، کامپوزیت‌ها و مواد ترموپلاستیک بین ۳۰ تا ۱۳۵ درصد عملکرد استاندارد را تجربه می‌کنند.

به گزارش روز سه شنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو،  پروژه CHEMsens Spearhead با هدف توسعه حسگرهای خمیری حاوی گرافن طراحی شده‌است، حسگرهایی که می‌توانند نقش پوست انسان را ایفا کنند.

گرافن ماده‌ای جادویی با خواص منحصر به فرد است که به دلیل ویژگی‌هایی نظیر استحکام بالا برای استفاده در حوزه‌های مختلف مناسب است،  بنابراین، جای تعجب ندارد که کمیسیون اروپا از پرچمداری گرافن به‌عنوان یک پروژه بلندپروازانه با بودجه یک میلیارد دلاری حمایت کند تا با تحقیق و توسعه، امکان صنعتی شدن این ماده فراهم شود.

سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه به محققان اجازه می‌دهد تا از گرافن به‌عنوان یک ماده نوآورانه در بخش مراقبت‌های بهداشتی استفاده کنند، در حال حاضر، پرچمداری گرافن در چندین پروژه مربوط به گرافن از جمله پروژه CHEMsens Spearhead سرمایه‌گذاری کرده است، خمیر چند منظوره‌ای که در حال توسعه در این پروژه است با استفاده از گرافن عامل‌دار تقویت شده‌است تا بتواند داده‌های زیستی را روی پوست بدن انسان جمع‌آوری کرده و تجزیه و تحلیل کند.

با آنالیز ردیاب‌های نشانگر اصلی استرس در عرق ورزشکاران نظیر سدیم، پتاسیم، اسیدلاکتیک و گلوکز، این حسگر استرس بیوفیزیکی را اندازه‌گیری کرده و به آنها کمک می‌کند تا آموزش بهینه را در طول ورزش دریافت کنند.

پائولو ساموری، از محققان این پروژه افزود: CHEMsens به تولید نسل جدید حسگرهای بیوشیمیایی برای نظارت بر استرس بیوفیزیکی می‌پردازد، این فناوری در یک دستگاه قابل حمل جمع شده و می‌توان هنگام ورزش از آن استفاده کرد، در این پروژه چندین شریک تجاری و تحقیقاتی با هم مشارکت دارند تا نمونه اولیه حسگر ساخته شود.

یکی از اعضای این پرچمداری گرافن در حال توسعه پچ پوشیدنی است که می‌تواند از راه دور زخم‌های مزمن را رصد کند،  این حسگر انعطاف‌پذیر گرافنی به پزشکان و پرستاران اجازه می‌دهد تا بتوانند زخم‌های مزمن را با کارایی بالاتری درمان کنند.

گرافن علاوه بر بخش ورزش، در حوزه پزشکی نیز کاربرد دارد،  تحقیقات نشان می‌دهد که گرافن می‌تواند به‌عنوان حامل برای رهایش دارو استفاده شود،  تحقیقات‌ امیدوار کننده‌ای در حال انجام است که نشان می‌دهد از گرافن می‌توان برای معالجه سرطان استفاده کرد.

به گزارش روز سه شنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، عملکرد ضدویروسی جوهر کامپوزیتی حاوی نانوذرات نقره و اکسید گرافن که توسط شرکت زنگرافن تولید شده، در دانشگاه وسترن اونتاریو کانادا مورد تایید قرار گرفته است.

آزمایش اثربخشی این جوهر برای از بین بردن ویروس کرونا در آزمایشگاه ایمنی زیستی سطح سه دانشگاه وسترن انجام شده ‌است. علاوه براین، جوهر گرافنی برای از بین بردن ویروس‌های نوع A و B آنفولانزا در آزمایشگاه سطح دو ایمنی در بریتانیا و آمریکا مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

شرکت زنگرافن (ZEN Graphene) اعلام کرد گزارشی از بخش ایمنی زیستی دانشگاه وسترن درباره نمونه‌های ارسالی خود دریافت کرده است، زنگرافن پیش‌ از این، چند نمونه حاوی جوهرهای کامپوزیتی نانوذره‌ای مبتنی بر نقره و اکسیدگرافن برای تست‌های ضدویروسی به این دانشگاه داده بود.

این شرکت پنج فرمولاسیون مختلف حاوی ترکیبات دارای نانوذرات نقره و اکسیژن را آماده و با غلظت ۴ گرم در لیتر برای انجام تست ضدویروسی ارائه کرد. هر پنج فرمولاسیون با غلظت‌های مختلف رقیق شده و برای جلوگیری از تکثیر ویروس‌ها مورد آزمایش قرار گرفته است. این جوهر با هدف استفاده علیه ویروس کرونا ساخته شده که قرار است در محیطی که سلول‌های انسانی رشد می‌کنند، مانع از تکثیر ویروس کرونا شود.

براساس گزارشی که دانشگاه وسترن منتشر کرد، نمونه‌های حاوی این جوهر با غلظت‌های مختلف و رقیق شده، تکثیر ویروس‌های کووید ۱۹ را کاهش داد؛ به طوری که این کاهش میزان ویروس در حد ۲۵ تا ۵۰ درصد بوده است.

با توجه به نیاز جهانی به تجهیزات محافظت شخصی پیشرفته با قابلیت ویروس‌کشی، تلاش می‌شود فرآیند آزمایش تسریع شود.

فرانسیس دوبه، مدیرعامل شرکت زنگرافن گفت: نتایج اولیه آزمایش نشان می‌دهد اکسیدگرافن حاوی نانوذرات نقره می‌تواند در مبارزه با ویروس کرونا نقش مهمی داشته باشد. زنگرافن به سرعت در حال اثبات، بهینه‌سازی و تحویل محصولاتی است که می‌تواند در جلوگیری از شیوع کرونا تاثیرگذار باشد. استفاده از گرافن در این فرمولاسیون جدید گامی مهم در تجهیزات محافظت شخصی است.

ساخت پارچه‌ای که در هوای گرم خنک و در هوای سرد گرم می‌شود

به گزارش روز یکشنبه پایگاه خبری ساینس‌دیلی، استفاده از گرافین در این پارچه، امکان تغییر تشعشعات گرمایی آن را با استفاده از جریان الکتریکی در اختیار می‌گذارد. این قابلیت، یک ویژگی کلیدی برای مدیریت دمای بدن در آب و هوای متغیر است.
این فناوری بر اساس تحقیقات قبلی محققان منچستر توسعه یافته که در آن قابلیت‌های فوق‌العاده گرافین برای ایجاد استتار حرارتی مورد استفاده قرار گرفته است. محققان منچستر در تحقیقات مذکور ماده‌ای را ساختند که امکان پنهان کردن حرارت بدن شخص را از دید دوربین‌های مادون قرمز فراهم می‌کرد.

این ماده با استفاده از جریان الکتریکی که به درون لایه‌های گرافین تعبیه شده در آن وارد ‌شد و امکان تغییر میزان تشعشعات مادون قرمز را که از سطح ماده گسیل می‌شد، فراهم کرد.
با افزایش دمای بدن، میزان تشعشعات مادون قرمز آن نیز بیشتر می‌شود. بنابراین با طراحی پارچه به گونه‌ای که امکان خروج تشعشعات مادون قرمز را فراهم کند،‌ می‌توان دمای بدن را کاهش داد. همچنین با محبوس کردن این تشعشعات درون لباس، می‌توان دمای بدن شخص را افزایش داد. اکنون محققان، پارچه هوشمند خود را به گونه‌ای طراحی کرده‌اند که قابلیت ایفای هر دو نقش را دارد و امکان تغییر ساختار پارچه را بین دو وضعیت مذکور به صورت پویا در اختیار می‌گذارد.
محققان توانستند با استفاده از این پارچه نمونه اولیه‌ای از یک لباس را بسازند که قابلیت سرد و گرم شدن را دارد. در این نمونه اولیه، از یک ابزار کنترل کننده برای تغییر دمای درون لباس استفاده می‌شود که روی سینه آن نصب شده است.
به اعتقاد محققان، این فناوری برای توسعه نمایشگرهای هوشمند و تولید لباس‌های فضایی کاربرد دارد. همچنین می‌توان از آن برای تنظیم دمای ماهواره‌های مستقر در مدار زمین که دائما بین گرمای سوزان خورشید و سرمای منجمدکننده ناشی از سایه زمین در حرکت هستند، بهره گرفت.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nano Letters منتشر شده است.

به گزارش روز دوشنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، یک استارت‌آپ کانادایی  به دنبال استفاده از گرافن برای ساخت بلندگو است، این شرکت از کامپوزیتی که حاوی ۹۵ درصد گرافن است، برای تولید هدفونی موسوم به GQ استفاده کرده است.

شرکت اورا (Ora) در این هدفون‌ها از درایور صوتی ۴۰ میلی‌متری استفاده کرده که صدا تولید می‌کند. این هدفون به دلیل بهره‌مندی از گرافن، عملکرد جالب توجه و در عین حال قیمت پایینی نیز دارد. در این هدفون به جای این که از تک‌لایه گرافنی استفاده شود، کامپوزیتی به کار برده شده که در آن هزاران لایه روی هم با استفاده از یک ماده اتصال دهنده قرار گرفته است.

آری پینکاس از بنیان‌گذاران این شرکت گفت: بدون شک، جالب‌ترین جنبه این فناوری ساختار مکانیکی منحصربه‌فرد آن است. بسیار سخت می‌توان ماده‌ای را یافت که در عین استحکام بسیار بالا، انعطاف‌پذیر و سبک نیز باشد. این ترکیب بسیار جالب، از چگالی کم و استحکام بالایی برخوردار است که امکانات جالبی در دنیای صوت ایجاد می‌کند. در بسیاری از ادوات صوتی، تنها ۱۰ درصد از انرژی که به بلندگو می‌رسد به صدا تبدیل شده و بیش از ۹۰ درصد از آن به گرمای ناخواسته تبدیل می‌شود.

داشتن یک غشای بلندگوی سبک باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود، چیزی که به ویژه در ادوات الکترونیکی بی‌سیم اهمیت زیادی دارد.

پینکاس افزود: این واقعیت که هدفون GrapheneQ بسیار سبک است موجب شده تا انرژی کمی نیاز داشته باشد؛ در نتیجه، نسبت به هدفون‌های رایج، طول عمر باتری ۷۰ درصد بیشتر را تجربه می‌کند.

هر چند عمر باتری موضوعی مهم و در آزمایشگاه قابل اندازه‌گیری است، اما موضوع مهم‌تر وفاداری صوتی است. تولیدکنندگان هدفون از انواع مختلف مواد برای تولید محصول استفاده می‌کنند که هر یک از آن‌ها در تولید صدا امضای منحصربه‌فرد خود را دارند که ممکن است موجب تغییرات در صدا شوند. اما هدفون گرافنی شرکت اورا تعادل تونالی را در محدوده صوتی ایجاد می‌کند، که در عمل به معنی این است که صدای ایجاد شده توسط هدفون گرافنی واضح‌تر و با کیفیت‌تر بوده و از غنا و عمق خاصی نیز برخوردار است.

به گزارش روز شنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو،  بعد از ۱۶ سال از وضعیت هایپ گرافن(برنامه سرمایه گذاری با بازدهی بالا)، به نظر می‌رسد که گرافن با وارد شدن به ماسک‌های آرایشی و بهداشتی ظرفیت های پیش‌بینی شده را به مرحله ظهور رسانده است.

به تازگی شرکت هایدال، به‌عنوان یکی از شرکت‌های تولیدکننده گرافن، اقدام به تولید ماسک زیبایی با استفاده از گرافن کرده است، این ماسک با همکاری شرکت کره ای آی‌کرافت (iCraft) تولید شده است.

درک یون از مدیران شرکت آی‌کرافت گفت: این شرکت قصد دارد تا با همگرایی کسب‌وکارهای موجود و گسترش همکاری، اقدام به تولید محصولات گرافنی مختلف کند، درحال حاضر استفاده از گرافن در حوزه‌های مختلف رو به افزایش بوده و در حوزه‌هایی نظیر باتری، هواپیماسازی و پیل‌های خورشیدی به کار گرفته می‌شود.

گرافن دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که موجب می‌شود تا توجه بسیاری را به خود جلب کند، این ماده تقریبا صد برابر مستحکم‌تر از فولاد بوده و در عین حال رسانا و شفاف است،  از این رو در محصولاتی نظیر جلیقه ضدگلوله، ایمپلنت‌های انعطاف‌پذیر و فیلترهای تصفیه آب استفاده می‌شود.

در سال ۲۰۱۸ شرکت سامسونگ اعلام کرد که باتری حاوی گرافن تولید کرده است و این باتری می‌تواند پنج برابر سریع‌تر از باتری‌های رایج شارژ شود.

هر چند موسسه لوکس‌ریسرچ گزارشی منتشر کرد که در آن گفته شده بود، گرافن مملو از وعده‌های اثبات نشده است،  اما تولید این ماسک حاوی گرافن نشان می‌دهد که گرافن در حال رسیدن به مرحله کاربردهای صنعتی است و مرحله هایپ را پشت سر گذاشته است.

تایر دوچرخه با استفاده از گرافن تولید شد

به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، شرکت گودیر (Goodyear) یکی از تولیدکنندگان برجسته تایر در جهان، با یک تایر جدید دوچرخه که با استفاده از فناوری‌نانو تولید شده، وارد بازار دوچرخه شد. این تایر تقویت شده با فناوری‌نانو برای استفاده در مسابقه‌های مختلف طراحی شده است.

این شرکت بعد از ۴۴ سال، در سال ۲۰۱۸ تولید لاستیک‌های دوچرخه را از سر گرفت. با بازگشت موفقیت‌آمیز به بازار، این شرکت درصدد بود تا تایری تولید کند که برای المپیک و مسابقه‌های رقابتی مناسب باشد. نام این شرکت مترادف با موفقیت مداوم و عملکرد پیشرو در تمام موتورهای مسابقه‌ای است.

در ساخت تایر ویکتوریا که یک لاستیک استاندارد طلایی است، از گرافن استفاده شده است. به گفته گودیر، این لاستیک‌ها برای «سریع‌ترین دوچرخه‌های جهان» طراحی شده‌اند تا بهترین عملکرد را داشته باشند.

به گفته این شرکت در تایر ایگل F۱ که یک تایر با کارایی بالا است، مقاومت غلتکی با استفاده از گرافن کاهش یافته و در نتیجه سایش به آهستگی اتفاق می‌افتد.

در دنیای دوچرخه‌سواری رقابتی، یک مزیت حاشیه‌ای می‌تواند تفاوت چشمگیری در رقابت ایجاد کند. فناوری گرافن، موجب چنین مزیت‌هایی در تایرهای گودیر شده است، فناوری‌نانو به ورزشکارانی که از تایر گودیر استفاده می‌کنند مزیت پنهان می‌دهد، این شرکت در تولید تایرها از سیلیکای کروی (غیربلوری) به‌صورت آمورف استفاده کرده است.

براساس اطلاعات منتشر شده این شرکت، تایرهای تولید شده در گودیر شتاب بیشتر و مقاومت رولینگ کمتر ایجاد می‌کند. این شرکت در سال‌های اخیر سرمایه‌گذاری وسیعی در کارخانه‌های این شرکت در تایوان انجام داده و همچنین کارخانه تایرسازی خود را در چین گسترش داده است.

گودیر در حال آزمایش روش‌های دیگر تولید است تا به یک شرکت توسعه‌دهنده سیلیکا از خاکستر پوسته برنج تبدیل شود.

گرافن به‌عنوان یکی از گزینه‌های بسیار امیدوارکننده در صنعت شناخته می‌شود که به آرامی در حال وارد شدن به محصولات مختلف صنعتی است. از این ماده در تولید تلفن‌های همراه، هدفون، ادوات هوشمند پوشیدنی، تصفیه آب و حسگر استفاده شده است.