2023.12.10

グラフェン：炭素ベース材料の未来

marugotoyoten

ケンブリッジ大学のYoutube動画「グラフェン：炭素ベース材料の未来」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
グラフェンは、最も強く、最も伝導性が高く、柔軟性があり、広範な光学的相互作用能力を持つユニークな特性を持っています。
要点２
炭素ナノチューブとグラフェンは、改良された導体、機能性ヒーター、保護コーティングなど、重要な産業応用を持っています。
要点３
グラフェンの潜在能力は、バッテリーやスーパーキャパシタの進歩に広がり、将来の技術のための量子力学的特性の探求にまで及びます。

要約

グラフェンの特異な特性
グラフェンは、格子状に配置された一層の炭素原子からなるもので、驚異的な光学的、電気的、機械的特性を持っています。世界で最も強い材料であり、最も電気伝導性が高く、最も柔軟性があります。さらに、グラフェンはスペクトル全体で任意のエネルギーや色の光と相互作用します。ダイヤモンドから導電性ポリマーまでの炭素ベース材料の歴史は、グラフェンの探索と利用につながっています。グラフェン研究の最前線にいるケンブリッジ大学は、その潜在能力を認識しています。

炭素ナノ材料の産業応用
私たちの研究は、炭素ナノチューブとグラフェンに焦点を当て、それらの合成プロセスとさまざまな産業応用における使用に特に重点を置いています。そのような応用の一つは、銅導体の性能を上回るグラフェンワイヤーの開発です。さらに、産業や家庭でのさまざまな応用を持つ機能性ヒーターの開発に取り組んでいます。さらに、PCBネットワークの描画や保護コーティングとして使用できる機能性インクは、防食や難燃性の応用において潜在的な可能性を示しています。

バッテリーとスーパーキャパシタの進歩
私たちの研究室では、ラマン分光法や回折などの技術を用いて、バッテリーやスーパーキャパシタの動作を研究しています。充放電中にこれらのエネルギー貯蔵デバイスがどのように変化するかを理解することで、その性能を向上させることを目指しています。グラフェンはリチウム酸素バッテリーのエネルギー密度と充電速度の向上に有望です。さらに、グラフェンや関連する材料を使用して、バッテリー技術を革新することができる新しい階層構造の開発を探求しています。

量子力学的特性と未来の技術
私たちの研究グループは、物理システムと材料を調査し、将来の応用と技術においてそれらの量子力学的特性を利用しています。グラフェンなどの二次元材料は、極小の長さスケールで温度、電場、磁場の変動をマッピングする能力を提供します。これらの材料はまた、単一光子の放射と相互作用に依存する量子ネットワークの構築にも潜在的な可能性を持っています。グラフェンセンターの使命は、グラフェンに限らず、他の二次元材料とその組み合わせを探求することにあります。

▼今回の動画