در چند سال گذشته، تحقیقات درباره گرافن و اکسید گرافن در کاربردهای زیست پزشکی، گسترده و چشم‌گیر بوده است، که این ناشی از خواص منحصربه‌فرد، ساختار دو بعدی مسطح، سطح بزرگ شیمیایی، پایداری مکانیکی و شیمیایی بالا، سمیت سلولی پایین و زیست سازگاری خوب است. این خواص موجب رویکرد امیدوار‌کننده به‌سوی طراحی سیستم‌های دارورسانی پیشرفته و ارائه طیف جدیدی از درمان بر مبنای گرافن شده است.
با افزودن مقدار کمی گرافن به فلزات، پلیمرها و سرامیک‌ها، موادی چقرمه و سبک تولید می گردد. ساخت کامپوزیت گرافنی با پلیمر سبب بهبود خواص الکتریکی، حرارتی و مکانیکی می‌شود. نانوورقه‌های گرافنی به عنوان یک مدل دو بعدی برای آرایش پلیمرها استفاده می‌شوند که سبب می‌شود قابلیت حلالیت پلیمر افزایش یابد. با ساخت کامپوزیت‌های پایه گرافنی با پلیمر مدول یانگ کامپوزیت نسبت به مدول یانگ پلیمر خالص افزایش یافته و سختی کامپوزیت در ابعاد نانومتری افزایش می‌یابد.
کامپوزیت‌های پایه گرافنی کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های الکترونیک، زیست پزشکی، غشاها، حسگرهای پوشیدنی منعطف و محرک‌ها دارند. کامپوزیت‌هایی که به صورت فیلم‌های پلیمری تهیه شده‌اند و حاوی گرافن‌های لایه ای بودند، اغلب در فتوولتائیک و غشاهای مقاوم به نیرو استفاده می‌شوند. بزرگترین مشکلی که محصولات کامپوزیتی یا پلیمری با آن مواجه هستند، وجود بار ساکن بر روی سطح آن هاست. به عنوان مثال، کفپوش‌های اپوکسی از محبوبیت و استفاده بالایی برخوردارند، اما به دلیل تجمع بارهای ساکن روی سطح این کفپوش، ممکن است سبب ایجاد جرقه و آتش‌سوزی شوند. به طرز مشابه، تولید الکتریسیته ساکن در پره‌های توربین‌های بادی، می‌تواند سبب آسیب رساندن به ژنراتورها و سیم کشی‌ها شود. ایجاد بار ساکن، پدیده ساده ای است که هر روز با آن مواجهیم و در عین حال به سادگی از کنار آن می‌گذریم، اما در عین حال ممکن است پیامدهای جدی را به دنبال داشته باشد. با این حال حل مشکل الکتریسیته ساکن به راحتی امکان‌پذیر است: افزودن نانوگرافن به کف پوش اپوکسی یا رزین‌های پلی استر به میزان ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزنی باعث ایجاد کامپوزیت‌ها و رزین‌هایی با خصوصیت آنتی استاتیک می‌شود. از سوی دیگر، استفاده از کامپوزیت‌ها و پلیمرها به قدرت و ماندگاری آن‌ها نیز بستگی دارد. استفاده از نانوگرافن در پلیمرها سبب جلب توجه قابل ملاحظه ای در صنایع اتومبیل، هوافضا و کشتی سازی و قایق سازی شده‌است. افزودن فقط چند صدم درصد از این ماده به کامپوزیت‌ها و پلیمرها باعث تقویت استحکام از ۹۰ تا ۱۰۰ درصد می‌شود. به لحاظ علمی می‌توان با افزودن مقادیری گرافن به پلیمرها، آن‌ها را هادی الکتریسته نمود. هم‌اکنون گرافن در پلی استایرن، پلی اتیلن، پلی پروپیلن و گستره وسیعی از محصولات الکتریکی نظیر پریز، سوکت، سوئیچ‌های مختلف، آلارم‌ها، قطع کننده‌های مدار و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. به علاوه از پلیمرهای هادی شده به وسیله گرافن در ساخت لایه‌های محافظ کابل‌های الکتریسیته نیز استفاده می‌شود. نکته حائز اهمیت این است که گرافن را می‌توان در خطوط تولید مختلفی مورد استفاده قرار داد بدون اینکه نیاز باشد تغییری در فرایند تولید رخ دهد. در عین حال این کار منجر به دستیابی به رزین‌ها و پلیمرهای مختلفی می‌گردد که هم از حیث کیفیت و هم هزینه از مزایای قابل ملاحظه ای برخوردارند.
کاربردهای دیگر آن عبارت اند از:
- بهبود رسانایی الکتریکی
- افزایشمدول الاستیک و استحکام کششی
- پایداری حرارتی وهدایت حرارتی بالا و کاهش نفوذپذیری
- صنایع بسته‌بندی مواد غذایی، لوازم پزشکی و الکترونیک
به دلیل نفوذپذیری پایین نسبت به اکسیژن، نیتروژن، رطوبت و دی اکسیدکربن پیدا کرده‌اند در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی، لوازم پزشکی و الکترونیک کاربرد دارد.
- ذخیره‌سازی انرژی
- پلیمرهایرسانای الکتریسیته
- پوشش‌های آنتی استاتیک و حفاظ‌هایالکترومغناطیسی
- تقویت‌های کاربردی:
رسانایی زیاد و نسبت طول به عرض ذاتی گرافن، دستیابی به آستانه تراوایی الکتر یکی را در کسر وزنی‌های کمتر در مقایسه با دوده و نانو لوله‌های کربنی چنددیواره ممکن ساخته‌است. این رسانایی کاربرد نانوکامپوزیت‌های پلیمرهای رسانا را از حسگرها تا موادی با قابلیت تخلیه الکتروستاتکیی و مواد محافظ و مداخله گر امواج الکترومغناطیسی و الکترودها گسترش می‌دهد.
تصویر محصول
