石墨烯添加剂可以制造更有效的传感器

8月 17， 2022清洁能源制造商HydroGraph Clean Power开发了一种制造石墨烯的工艺，而不是从石墨中开采石墨的传统工艺，该公司表示，这使得它更实惠，更一致。HydroGraph已获得专利权的生产过程使用乙炔和氧气，在火花时产生石墨烯。HydroGraph表示，它拥有这一过程的全球专有权。

该公司已经开发了模块化生产单元，其中将制造材料，并计划在其现场为其客户提供这些单元。水印将石墨烯生产整合到客户现有的生产系统中，以便他们能够制造石墨烯并将其构建成油漆，润滑剂，粘合剂或其他材料，以使其更坚固，更灵活，更具导电性，具有更大的耐磨性。

石墨烯对物联网的好处

物联网（IoT）产品可以从石墨烯中受益，作为标签和传感器中使用的现有材料的添加剂，尽管HydroGraph表示，这在商用产品中尚未完成。该公司指出，它在印刷RFID标签和物联网传感器中有应用，因为石墨烯比其他材料更坚固，导电性更强，具有传感能力。

Stuart Jara

事实上，该材料已经过测试，作为生物传感器来检测环境条件，例如液体，氯的存在或温度变化。它还具有导电性，使其对储能、太阳能电池和医疗设备中的产品具有潜在的益处。据HydroGraph报道，石墨烯可以使一块塑料上的印刷电子产品弯曲或折叠并继续运行，该公司正在寻求与技术提供商合作，将其石墨烯生产系统整合到现有的物联网或RFID材料或产品制造中。

石墨烯已经有限量使用十多年了。它被认为是一种超级材料，传统上由原子厚的石墨片组成。根据HydroGraph的说法，它比钢更强，比金刚石更硬，并且通常可以与其他产品化学结合，从而根据强度或粘合工艺提供优质的材料。当掺入油墨中时，它会产生可用于印刷电子产品的导电油墨。

HydroGraph的创始人在堪萨斯州立大学偶然发现了研究成果，并对石墨烯产生了浓厚的兴趣。然后，他们开发了一种使用爆轰技术的工艺，旨在使石墨烯更实惠，更可靠。“最初的创始人只是被石墨烯惊叹不已 – 它可能是一种神奇的材料，”HydroGraph Clean Power首席执行官Stuart Jara说。“它可以使东西比钢强20倍，同时还具有导电性和延展性。因此，该公司接受了寻找更好的生产方式的挑战。

在没有采矿影响的情况下创造石墨烯

与石墨烯使用相关的一个挑战是从石墨中提取一层石墨烯的昂贵过程。Jara说，在采矿过程之后，应用了化学品，这可能需要大量的能量。他补充说，结果很难控制，导致质量不一致。另一方面，该公司的创始人提供了一种制造石墨烯的工艺，其中包括乙炔和氧气，封闭在一个腔室中，并用火花点燃以产生放热能和大量的热量。

该公司报告说，该过程更便宜，质量更高，不需要采矿，而HydroGraph预计它将加速石墨烯的采用，迄今为止，这一步相当缓慢。该公司在堪萨斯州立大学附近建造了目前正在运营的生产设施。然而，Jara说，预计的市场需求和客户的兴趣表明，需要更大的生产能力。

因此，该公司正在建设更多的石墨烯生产装置，并打算在今年第四季度之前通过在线多个腔室装置将产量增加五到六倍。然而，总体目标是将石墨烯生产带到材料的最终用户现场。“我们的电池是紧凑和模块化的，”Jara解释说，因此HydroGraph打算在材料使用的地方附近建造生产电池。然后，他们将与每个客户签订合同，将石墨烯整合到他们自己的产品中。

石墨烯为高端汽车制造更黑的黑色

最初，根据HydroGraph的说法，潜在用户应该是那些制造高端润滑剂，复合材料树脂，油墨或涂料的用户。该公司解释说，理想情况下，这将涉及高端产品，例如航空航天和汽车行业使用的零件。

根据该公司首席科学官Ranjith Divigalpitiya的说法，使用HydroGraph的化学工艺使用纳米碳，结果比以前的石墨烯产品更一致，从而带来更高质量的产品。例如，Jara说，汽车制造商发现一些客户重视黑色跑车。因此，使用石墨烯来制造更好的黑色涂料可能意味着涂料公司具有更高价值的产品。

HydroGraph说，当应用于航空航天部件时，其产品可以使它们比其他涂层更轻，更灵活，更坚固，并且耐腐蚀。“它更稳定，”Divigalpitiya解释说。“它更受控制。

物联网的潜力包括印刷电子产品、传感器

当涉及到RFID和物联网行业时，石墨烯可以为可打印的导电墨水（如RFID天线）提供机会。例如，HydroGraph设想了一种混合RFID标签产品，该产品结合了石墨烯，使电子设备更具导电性，因此在询问时更加灵敏。这种材料的柔韧性和强度可以使标签在某些应用中更加坚固耐用。该技术还可用于为物联网传感器（如可穿戴设备）创建印刷电子产品，因为石墨烯提供了生物传感器功能。

Ranjith Divigalpitiya

Jara说，HydroGraph在物联网市场的第一步是确定已经为该行业生产产品的技术合作伙伴。他指出，一家要求保持匿名的生物传感器公司已经在使用HydroGraph的材料来检测特定条件。通过为石墨烯创造新的生产工艺，Jara表示，该公司已经克服了使材料远离物联网和RFID行业的几个障碍。

Jara回忆说，传统上，石墨烯不能以一致的质量制造，而且成本太高。第三个挑战是将材料融入其他材料中。“我们不必专注于[挑战]一和挑战，”他说。“这样就完成了。因此，现在我们可以花精力与公司合作，弄清楚如何将石墨烯的特性应用于他们的材料中。

Jara设想的材料提供基于传感器的数据，这些数据可以通过RF或其他无线传输捕获。他说，这种材料需要一个电源，但它可以利用审讯的电源将传感器数据发送到物联网设备。“那里有巨大的潜力，”他预计。根据特定应用的需求，他补充说，“我们可以将[石墨烯]定制为任何其他主体材料。

关键要点：

• HydroGraph Clean Power提供了一个系统，旨在使石墨烯生产更加经济和高效，并具有更可靠，更高质量的结果。
• 物联网或RFID技术提供商可以采用该解决方案来提高设备的强度，灵活性或导电性。