Graphene Nanoplatelets
그래핀 나노플레이트

Description 

그래핀은 2004년 발견된 혁신적이고 혁명적인 물질입니다. 이 그래핀으로부터 제조된 그래핀 나노플레이트(GNPs)는 여러 층으로 이루어져 있으며, 나노미터 단위의 두께와 마이크로미터 단위의 지름을 가지고 있습니다.

이러한 층들은 서로 강한 반데르발스 힘(Van Der Waals force)으로 연결되어 있습니다.

그래핀은 탄소 원자들이 함께 결합하여 육각형 격자 모양의 꿀벌집 모양을 형성할 때 만들어 집니다. 각 탄소 원자는 개별의 전자를 제외하고 세 가지 다른 탄소 원자와 전자를 공유합니다.

이로 인해 탄소 원자들 사이의 결합이 강화되며, 단일 자유전자(파이전자 ,π bonds)는 그래핀 표면에서 전기를 효율적으로 전도합니다.

manufactured from graphene, an innovative and revolutionary material discovered in 2004. The nanoplatelets form with the multiple layers, where the thickness in nanometers and diameter in the microns. These layers are attached each other by strong Van Der Waals force of attraction. Graphene made when carbon atoms came together to form bonds with each other and made a hexagonal-shaped, latticed, honeycomb-like structure. In this, each carbon atom shares its individual electrons, apart from one electron, with three different carbon atoms. This forms a stronger bond between the carbon atoms, while the single free electron (also called the Pi electron) is able to conduct electricity efficiently over the graphene surface.

Methods

그래핀 나노플레이트는 시트, 튜브 및 다양한 제품으로 그리드 모양의 탄소 구조를 형성하는 데 사용됩니다. 전통적인 그래파이트의 유도체 중 하나이기도 하며, 크기는 약 510nm, 최대 두께는 50μm입니다. 

주로 연구 및 산업 분야에서 사용되며, 필요에 따라 파우더 형태와 분산된 형태로 제공됩니다.

그래핀 나노플레이트는 고무, 나일론 및 플라스틱과 같은 고분자에 첨가하여 전도성, 인장 강도, 부식 저항성, 기계적 보강, 경도 및 가스 차폐 특성을 향상시키는 데 사용됩니다.

이 때, 고분자 내의 그래핀 나노 플레이트의 함량은 응용 분야에 따라 2%~10% 사이로 다양합니다.

Various methods are needed to form this lattice-shaped carbon structure into sheets, tubes, and many more products. Graphene nanoplatelets are one such derivative of conventional graphene and are around 5-10 nanometers in size with the maximum thickness of 50 microns only. This used in a research as well as industrial sectors. It is comes in a form of flakes powder and dispersed form as per need. The functional group nanoplatelets like carboxylic (COOH), Amine (NH2), F and N2 can be produced as per clients requirement. It added in the polymers like rubber, nylon, and plastic to improve conductivity, tensile strength, corrosion resistance, stiffness, mechanical reinforcement, hardness and gas barrier properties. The incorporation percentage in polymer varies from 2 to 10% as per applications.

Explained

그래핀 나노 플레이트는 과학계에서 알려진 첨단 소재 범주에 속하며, 때로는 그래핀 나노입자로도 불립니다.

이들은 작고 미세한 그래핀 스택으로, 실리콘으로 만들어진 전자 부품을 대체할 것으로 기대됩니다.

그래핀은 최고의 인장 강도와 뛰어난 전기 및 열 전도성과 같은 놀라운 특성으로 알려져 있어 '신비한 재료'로도 불리기도 합니다.​

Its included in the range of advanced materials known to science. It is also known by graphene nanoparticles. These are microscopically tiny stacks of graphene which is set to replace conventional electronic components made from silicon. Graphene is also known as the ‘wonder material’ due to its immensely impressive properties, such as highest tensile strength, and excellent electrical and thermal conductivity.

Aplications of Graphene Nanopatelets​

그래핀 나노 플레이트는 교통, 에너지, 전자, 항공우주, 인프라 등 다양한 산업에서 점차적으로 활용되고 있습니다.

· 교통 산업 : 경량 자체 부품을 위한 금속 매트릭스 및 경량 복합재, 효율적인 윤활제, 내장 안테나/전자 회로, 초전도체 제조, 경량 리튬 이온 배터리 등에 사용됩니다.

· ​에너지 산업 : 풍력 터빈과 전력 그리드 간의 전력 버퍼, 대형 고급 배터리 및 장기 저장, 연료 전지의 양극판 및 촉매 재료, 무거운 리튬 이온 배터리를 가볍고 강력한 배터리 부품으로 대체하는데 활용됩니다.

· ​전자 산업 : 전도성 잉크로 전자 회로를 인쇄, 열 효율적인 열 배출을 위한 열 코팅, EMI 방지 코팅 및 LED 백패널용 전도 회로 등에 사용됩니다.

· ​항공우주 산업 : 항공기 바디 부품용 경량 복합재, 번개 보호를 위한 전도성 시트, 강화된 충격 저항 등에 사용됩니다.

· ​인프라 산업 - 높은 건물과 다리를 위한 강력한 콘크리트 개발, 내마모성 시멘트, 내장 스트레스 센서 기술, 수처리를 위한 효율적인 멤브레인, 석유 유출 효과 해결을 위한 세정제 등에 사용됩니다. 그 밖에 방어 시스템, 의료 및 스포츠 산업에서도 활용될 수 있습니다.

· ​Transport industry – Use as metal-matrix, lightweight composites/alloys for lighter vehicle body parts, efficient lubricant, embedded antennas/electronic circuits, manufacturing super-capacitors, lightweight Li-Ion batteries. 

· ​Energy industry – Use as power buffer between the wind turbine and electrical grid, large-scale, advanced batteries and prolonged power storage, bi-polar plates/catalysis materials for fuel cells, replacement of conventional, bulky and heavy Li-Ion batteries with alternate lightweight and more powerful battery components. 

· ​Electronics industry – Use in the manufacturing of conductive ink for printing electronic circuits on fabric/material/surface, thermal coating for efficient dissipation of heat, coating for anti-EMI capability and conductive circuits for LED back-panels. 

· ​Aerospace industry – Use in the manufacturing of lightweight composite materials for aircraft body parts, anti-lightening protection through conductive sheets, and enhanced impact resistance. 

· ​Infrastructure industry – Use in development of optimally strong concrete for making taller buildings and bridges, abrasion-resistant cement for warehouses and roadways, inexpensive embedded stress sensor technology, efficient membranes for water purification, cleansing agent for resolving oil-spill effects. Apart from these, graphene nanoplatelets are also finding potential use in defence systems, biomedical and the sports industry too.​

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