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革命性的石墨烯建筑应用

发表时间:2019-03-22 09:46作者:管理员

石墨烯具有一些优异的强度性能,特别是涉及其拉伸强度和杨氏模量时。这种高强度已经导致石墨烯被用于许多复合材料中。除了高强度外,石墨烯的其他性能使其能够用于建筑行业的各种应用。

  石墨烯具有一些优异的性能,从高拉伸强度到光学透明度和高导电率。因此,尽管看起来很明显石墨烯会在建筑行业的复合材料中找到位置,但石墨烯的利用方式还有很多。

1、钢和石墨烯

  钢材通常用于建筑行业,但石墨烯的抗拉强度比钢材高200倍以上。虽然石墨烯目前无法像钢铁一样制成厚层,但是建筑公司仍然希望利用到石墨烯的力量。

  一些人可能会认为石墨烯和钢材的明显做法是作为合金/复合材料,因为石墨烯可以结合到钢材中以帮助改善其性能。将石墨烯添加到钢中不仅使钢更坚固,而且还有助于降低钢的重量。然而,石墨烯金属基复合材料并不容易制造的,所以这对于未来有着潜在应用。

  现在使用的石墨烯和钢材的领域是石墨烯涂层钢。与其花费大量时间试图混合石墨烯和钢的特定比例,建筑行业中的许多人直接使用石墨烯的防腐蚀性能作为涂层。石墨烯涂料可以用来保护钢铁免受水、化学品还有自然环境的侵害,这些涂料可以应用于建筑行业使用钢材的任何应用。

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2、石墨烯水泥

  石墨烯可以为水泥带来不同的性能。首先由于石墨烯存在于复合基体中而增加的强度,还有是创造自清洁和环保的混凝土。石墨烯和氧化石墨烯都被用于改善水泥的弯曲强度和抵抗强度。功能化的石墨烯纳米片也被使用并且已经发现通过与水泥基体形成交联来增加水泥强度。

  除了增加强度外,还可以改善混凝土的外观和环境性能。混凝土可以自我清洁并为有害分子分解成无害化合物提供催化环境。这有助于创造生态混凝土,改善实施环境。而且可以在任何地方使用,但是在环境需要更多清洁的情况下,将是最有效的。虽然它可能需要一段时间才能在实际中使用,但研究团队已经在致力于实施和调整这些石墨烯混凝土材料的环境有益特性。

3、防护漆

  氧化石墨烯可用于防护涂料。氧化石墨烯是石墨烯的官能化形式,其表面包含基于氧的部分。严格地说,它不是石墨烯,而是石墨烯衍生物。不过,值得一提的是。氧化石墨烯可掺入油漆中以形成防腐蚀涂料。

  这些氧化石墨烯涂料在表面上形成不透水层,可用于砖(或钢框架)以保护任何建筑物的外部。这些涂料不仅能抵抗空气,水和各种元素,而且能够抵抗腐蚀性化学物质。除了耐腐蚀性,石墨烯氧化物涂料可以制造出来,不会产生裂纹,耐油和水浸出,耐刮擦和可用作热导体或电导体的涂料。

4、LED照明

  虽然LED照明可能不是那些最明显的施工应用,但是一旦外部施工完成,应用就在建筑物内。许多灯泡容易过热,导致灯丝断裂。结果是寿命短。

  在这些LED灯泡中,石墨烯有助于散发使它们更亮的热量。这也意味着较低功率的石墨烯灯泡可以达到与较高瓦数的LED灯泡相同的发光量,但是具有较低的能量需求。另外,这些灯泡的制造成本很低,寿命比传统LED灯泡长得多。

5、喷洒在太阳能电池板上

  石墨烯是一种光学透明材料,石墨烯广泛用于太阳能电池中,无论电池采用何种形式。石墨烯的高导电率和电荷载流子迁移率使其成为光电材料的有吸引力的材料。研究人员现在认为,太阳能电池板上的喷雾剂可用于房屋。在这些太阳能电池板内使用石墨烯将有可能使传统太阳能电池板转换的能量翻一番。在面板上喷涂也将消除对将笨重的面板集成到屋顶上的麻烦的面板和昂贵的劳动力的需求。

6、透明屏幕

  石墨烯的光学透明度,灵活性和高度导电性可帮助创建用于建筑物内的透明和交互式显示器。据认为,这些屏幕既可以用于整个窗口,也可以用在墙上,取代今天看到的LCD和OLED显示器。还有人认为透明建筑“皮肤”可以用于建筑物的内部和外部,以帮助调节室内空气。

                                                                                                                                                                                                                                                             (来源:中国仪器网)



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