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石墨烯材料的应用领域主要有哪些?

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一、石墨烯材料的应用领域主要有哪些?

石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料[1]。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。[2]英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法

内部结构

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。[7]

力学特性

石墨烯是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可达0.25TPa。[8] 由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。[8]

电子效应

石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下,石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V·s)。与很多材料不一样,石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小,50~500K之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V·s)左右。

另外,石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到,而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。[9] 石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应,在碰到杂质时不会产生背散射,这是石墨烯局域超强导电性以及很高的载流子迁移率的原因。石墨烯中的电子和光子均没有静止质量,他们的速度是和动能没有关系的常数。[8]

石墨烯是一种零距离半导体,因为它的传导和价带在狄拉克点相遇。在狄拉克点的六个位置动量空间的边缘布里渊区分为两组等效的三份。相比之下,传统半导体的主要点通常为Γ,动量为零。

主要应用

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

二、什么是智慧农业?什么是智慧农业?

智慧农业是一种利用先进技术实现农业生产和管理的方式。通过物联网、大数据、人工智能等技术,智慧农业能够实时监测环境参数、农作物生长状态和病虫害情况,提高农业生产效率和品质。

智慧农业还能实现远程监控、精准施肥、自动化农机作业等功能,降低劳动力成本和环境污染。智慧农业将推动农业现代化和可持续发展,为农民增加收益,提升食品安全质量。

三、聚氨酯涂料的应用领域主要有哪些?

应用实例,比如:软质聚氨酯泡沫塑料,可以用在沙发、枕头、床垫等等,吸音板,鞋材料等硬质聚氨酯泡沫塑料,可以用在冰箱、冰柜、夹芯板、建筑等,主要是保温隔热的效果CASE,(指弹性体、涂料、密封胶、胶黏剂),可以用在汽车方向盘、仪表盘、塑胶地面、涂料玩具、鞋底等非离子表面活性剂,可以用在造纸、纺织、农化行业,做乳化剂和消泡剂

四、智慧农业和科技农业的区别?

智慧农业 是农业中的智慧经济,或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分;对于发展中国家而言,智慧农业是智慧经济主要的组成部分,是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。

智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。“智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用,实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体,对建设世界水平农业具有重要意义。

数字农业是将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合,对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。

数字农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,以达到合理利用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。

五、智慧农业近义词?

近义词就拿前面的或者后面的词组词

六、智慧农业定义?

智慧农业是以智能化、信息化手段来升级改造传统农业后的农业,是农业发展的高级阶段。要实现智慧农业,需要以智慧农业物联网作为其核心技术的支撑。智慧农业物联网由智能数字采集系统、智慧农业大平台和智能数字控制系统三大部分组成。

七、智慧农业的市场定位?

智慧农业是主要依靠“5S”技术、全球定位系统、地理信息系统、专家系统、智慧化决策知识系统、“物联网 ”、云计算技术、大数据技术及其他电子和信息技术,并与农业生产全过程结合的新发展体系和发展模式。

智慧农业除具备精准感知、控制与决策管理、农业信息服务、农业休闲观光、食品溯源防伪、功能外,它还涉及到农村电子商务、方方面面。市场定位主要有:(一)建立混合纵向一体化的链接机制

(二)建立“公司+农业园区+市场”的组织形式

(三)建立“品牌+标准+规模”的经营体制

智慧农业应用在实处就是,提供产品追踪的前提下,将农业进行品牌的价值创造,会有利于整体农业产业的管理,建立现代化信息管理系统,这才是智慧农业未来发展的方向。

八、智慧农业适合的地区?

智慧农业 是农业中的智慧经济,或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分;对于发展中国家而言,智慧农业是智慧经济主要的组成部分,是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。

智慧农业适合平原地区。

九、智慧农业的实施步骤?

关于智慧农业的实施步骤包括环境调研与需求分析、基础设施建设和技术准备、数据采集与处理、智能决策与优化以及监测与反馈。首先,在确定农业需求阶段,需要明确农业领域的需求,包括农作物种植、畜牧养殖、农业机械化等方面的需求。通过与农业专家和农民的交流,了解他们的实际需求和问题,从而确定实施智慧农业的具体方向。

接下来是基础设施建设和技术准备阶段,这包括信息感知、智能决策和决策实施3个方面。信息感知主要包括通过农业物联网等获得各种与农业生产经营相关的信息;智能决策则如同大脑,对各类信息进行分析处理,提供管理或控制的方案;决策实施则根据分析结果进行,包括经营策略、种植方案、环境调控或农机的操控。

然后进入数据采集与处理阶段,大数据是智慧农业的基础,信息感知则是农业数据的源头。在这个阶段,基于数据采集和处理的结果,可以利用智能决策系统对农业生产进行模拟和预测,帮助农业经营者规划生产计划。

最后是智能决策与优化以及监测与反馈阶段,基于农业数据,提供有效的决策支持,如施肥、灌溉和农作物种植等方面;利用智能决策系统对农业生产进行模拟和预测,帮助农业经营者规划生产计划。同时,建立空气湿度、土壤湿度监测功能及光照度监测功能等多种功能的智慧农业大棚。此外,还需要通过数据可视化和报表等方式,向农业经营者展示分析结果。

十、关于智慧农业的词?

1、灌溉更高效,万农萃精华——捷佳润,智能水肥一体化。

2、助力绿色生态农业,实现集约持续发展。

3、“新”欣向荣,科技引领农业新未来。

4、智能水肥高效灌溉,智慧农业丰收喜来。

5、农业的捷径,最佳好品质,利润太丰厚——捷佳润。

6、智能水肥一体化,科技兴农全方位。

7、实现水肥一体化管理,确保农业可持续发展。

8、创新引领智能水肥,持续共赢智慧农业。

9、智能水肥一体化,农作种植快增值。

10、一分耕耘,十分收获——捷佳润,农业智能灌溉系统。

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