Pružná Elektrotechnika z Grafenu, Chytré Oblečení – Grafen a Světlo

Grafen v Optoelektronice

• Výzkum prováděný ve spolupráci různých univerzit ukázal, že integrace grafenu s křemíkem může překonat současnou křemíkovou fotonickou technologii. Jak může překonat současný stav techniky? Protože zařízení vyrobená z grafenu jsou levnější, jednodušší a pracují na vysokých vlnových délkách.
• Grafen přináší nízkoenergetickou optickou telekomunikaci a mnoho dalších výhodných optických systémů.
  • Grafen by mohl dokonale absorbovat světlo – Graphene could be a perfect absorber of light – 2012
  • Vědci prokázali modulaci infračerveného světla pomocí grafenu –Researchers demonstrate infrared light modulation with graphene – 2013
  • Grafen přeměňuje světlo na elektřinu neuvěřitelnou rychlostí – Graphene converts light to electricity at incredible speed – 2015

Grafen při Generování Světla

• Vědci z MIT zjistili, že když světlo dopadne na povrch grafenu, zpomalí se a fotony se začnou pohybovat rychlostí velmi blízkou rychlosti elektronů, která se při pohybu po grafenu zvyšuje. Tato shoda umožňuje prolomit světelnou bariéru pro elektrony a vytvořit světlo. Výhodou této metody oproti běžným způsobům generování světla, jako jsou zářivky nebo LED diody, je to, že by měla být účinnější, rychlejší, kompaktnější a kontrolovatelnější, a zdá se, že generování světla z grafenu je klíčovým milníkem při vývoji ještě menších, rychlejších a účinnějších počítačových čipů (Grafenové Počítače Pracují 1000krát Rychleji, Spotřebují 100 krát méně Energie a jsou Menší).
  • Využití grafenu v elektronice – Use of Graphene in Electronics
  • Vědci sestrojili nejtenčí žárovku na světě z grafenu – Researchers Build World’s Thinnest Light Bulb from Graphene – 2015
  • Společnost Graphene 3D Lab podala patent na grafenový 3D tištěný LED světelný zdroj a multifunkční 3D tiskárnu – Graphene 3D Lab Files Patent for Graphene 3D Printed LED Light Source and Multi-Function 3D Printer – 2015

Grafen v Optických Senzorech

• Vědci se snažili zmenšit světlo, aby byly optické senzory menší. Ústav fotonických věd (ICFO) v Barceloně ve spolupráci s týmem Graphene Flagship studii, která vysvětluje zmenšení světla na tloušťku pouhého jednoho atomu, což mnozí výzkumníci považovali za nemožné. Tento objev povede k obrovskému pokroku v oblasti ultramalých optických senzorů a spínačů.
  • Zcela nové světlo na grafenové metamateriály – A Whole New Light on Graphene Metamaterials – 2011
  • Grafenové optické modulátory by mohly vést k ultrarychlé komunikaci – Graphene optical modulators could lead to ultrafast communications – 2011
  • Grafen v optické elektronice – Graphene in Optical Electronics – 2013
  • Umělá sítnice: grafenové rozhraní k optickému nervu – Artificial retina: A graphene interface to the optical nerve – 2014
  • Grafenová optická čočka o tloušťce miliardtiny metru překonává difrakční limit – Graphene optical lens a billionth of a meter thick breaks the diffraction limit – 2015
  • Nově vyvinuté LED diody – Australská asociace grafenového průmyslu – Newly developed LEDs – Australian Graphene Industry Association – 2019 (LED světla a Optogenetika)
  • Generování super rozlišovací optické jehly a multifokálního pole pomocí kovových čoček z oxidu grafenu – Generation of super-resolved optical needle and multifocal array using graphene oxide metalenses – 2021

Grafen v Oblečení

• NOSITELNÁ TECHNOLOGIE: PRVNÍ GRAFENOVÉ ŠATY NA SVĚTĚ, KTERÉ MĚNÍ BARVU – WEARABLE TECHNOLOGY: WORLD’S FIRST COLOUR-CHANGING GRAPHENE DRESS – 2017
• Zapomeňte na malé černé šaty: Chytrý oděv mění barvu podle toho, jak se cítíte – Forget the little black dress: Smart garment changes colour depending on how you feel – 2017

Kam se posílají data o tom jak se cítíte?

Grafen v Tepelném a Infračerveném Vidění

• Pokrokem, je vývoj grafenových čoček, které umožňují tepelné a infračervené vidění. Grafen umožňuje výrobu ultratenkých zařízení se zabudovanou kamerou, která uživateli poskytuje infračervené a tepelné vidění. Něco, co jsme vídali jen v sci-fi filmech.

Grafen jako Supravodič

• Vědci zjistili, že grafen lze použít i jako supravodivý materiál. Dvě vrstvy grafenu mohou vést elektron bez jakéhokoli odporu.
• Toho lze dosáhnout zkroucením těchto dvou vrstev grafenu pod “magickým úhlem”, který je 1,1 stupně°.
• Většina supravodivých materiálů vykazuje své vlastnosti při teplotách blízkých absolutní nule. Dokonce i vysokoteplotní supravodivé materiály v porovnání s běžnými materiály mohou fungovat při teplotách kolem -140 °C. Jinými slovy, tyto supravodivé materiály vyžadují obrovskou energii na chlazení. S grafenem jako supravodivým materiálem při pokojové teplotě, nastane obrovská revoluce pro mnoho oblastí použití.

• Drobné zvraty zmapované v “magickém úhlu” grafenu by mohly umožnit kvantová výpočetní zařízení – Tiny Twists Mapped in “Magic-Angle” Graphene Could Enable Quantum Computing Devices – 2020
• Fyzici z MIT objevili “magický úhel” třívrstvého grafenu, který může být vzácným supravodičem odolným vůči magnetům – MIT Physicists Discover “Magic-Angle” Trilayer Graphene May Be a Rare, Magnet-Proof Superconductor – 2021

Grafenové Bezpečnostní Senzory

• Jednou z prvních praktických a reálných aplikací grafenu byly bezpečnostní štítky. Namísto objemných senzorů, které používá mnoho obchodů, jsou senzory vyrobené z grafenu menší, estetičtější, mohou se ohýbat, aniž by došlo k poškození obvodu, a stojí jen pár centů za štítek.

• 5G Pohání Nanotechnologii na Bázi Grafenu ve Vakcíně Pfizer

Způsoby Využití Grafenu

Grafen v Optoelektronice – Grafen při Generování Světla – Grafen v Optických Senzorech – Grafen v Oblečení – Chytrý oděv mění barvu podle toho, jak se cítíte – Grafen v Tepelném a Infračerveném Vidění – Grafen jako Supravodič – Grafenové Bezpečnostní Senzory – Grafen umožňuje výrobu ultratenkých zařízení se zabudovanou kamerou, co jsme viděli ve Sci-Fi filmech.