A wide range of potential applicati

A wide range of potential applications for graphene have been
proposed based on the multitude of outstanding properties
discussed above. The important properties for particular
applications are summarised in Table 1. The quantity and form
of graphene required varies according to the application; while
some applications such as transparent electrodes and sensors
require thin lms of graphene, other applications such as
energy storage devices (such as batteries and supercapacitors)
and polymer composites require relatively large quantities of
graphene nanosheets or platelets. Furthermore the importance
of using high quality graphene will vary with application type,
for example no noticeable improvement in electrochemical
activity has been observed going from few-layer to monolayer
graphene,35 and defects in the material are thought to enhance
both electrochemical36 and hydrogen storage37 ability of graphene sheets. The progress in the use of graphene in transistors,38 energy storage devices,39,40 electrodes,41,42 conductive
inks,43 polymer composites44 and sensors45 has been reviewed or
discussed in detail elsewhere.
In order for graphene’s potential to be fully realised,
methods for its synthesis need to be developed that can produce
good quality material reproducibly. Although this still remains
a signicant challenge, a number of different routes to synthesise graphene have been demonstrated over recent years, as
discussed in Section 3. Some of the methods, by their very
nature, lend themselves better to certain applications than
others. An example of this is that growth on SiC results in graphene on a wide-band gap semiconductor, which is appropriate
for the fabrication of graphene devices operable at room
temperature without the need for lm transfer,46–48 whereas
graphene grown on metals requires transferring to insulating
substrates for these applications. In contrast material used for
eld emission applications needs good ohmic contact so graphene grown on metals is a more obvious choice.49 Similarly
graphene lms can be formed from individual graphene
nanosheets by processes such as spin coating,50 drop casting,51
spraying,52 electrophoretic deposition53 and Langmuir–Blodgett
methodologies.54 However, these lms are less conducting than
large-area graphene lms grown on SiC or transition metals due
to poor contact between the sheets and defects at the sheet
edges, so would be less suitable for applications that require
high electrical conductivity.55
In electronics, graphene has the potential to produce smaller,
faster devices than silicon but it suffers from the major pitfall
that a band gap needs to be engineered to achieve the “on” and
“off” states required in digital electronics.56 Graphene can be
described as a ‘gapless’ or ‘zero-band-gap’ semiconductor as the
conductance and valence bands touch in the Brillouin zone.57
However it is possible to create a band-gap conning the lateral
dimension of graphene (for example forming ‘nanoribbons’ by
lithography58 or unzipping carbon nanotubes59), applying
strain,60 or via electrical or chemical doping.61–63
In displays, graphene has considerable potential to replace
indium tin oxide (ITO). Replacing ITO, used as a transparent
conducting lm in devices such as displays, organic light
emitting diodes (OLEDs) and solar cells is a pressing requirement as indium is a nite resource and its cost is rising due to
increased use in a range of technological applications.64 A single
layer of graphene is more optically transparent than ITO
(approx. 98 and 90% respectively) however for the lms
measured to date it has a much higher electrical resistance
(2000–5000 U and 50 U respectively). This resistance can be
reduced by increasing the number of graphene layers but this is
achieved at the expense of reduced transparency.65 Alternatively
doping with nitric acid has been shown to decrease the sheet
resistance of graphene lms,66 with sheet resistance as low as

30 U ,1 having been reported for doped sheets of 90%
transparency.67 Graphene’s real advantage over ITO is that it is
exible while ITO is brittle, making the likely transition to
exible electronics easier.
The use of graphene in some applications can be an exercise
in compromise. This is particularly true for graphene, in the
form of platelets, in polymer composites. It is thought that by
dispersing graphene platelets in polymer matrices the favourable properties of graphene will be exhibited by the composites.
In addition to its remarkable physical properties, graphene
stands out from other llers such as carbon nanotubes due to its
large surface area – which allows high levels of contact with the
polymer. In order to take advantage of this large surface area and
to maximise its effectiveness as a ller, the dispersion of graphene must be good; containing reasonable quantities of
unagglomerated thin sheets. The problem is that high quality,
defect free graphene is not very soluble.68 Instead the majority of
graphene composites have been produced using ‘graphene
oxide’ or ‘reduced graphene oxide’, as the functional groups that
these materials contain allow better dispersions and, in some
cases, better interactions with the polymer matrix.44 The downside is that functionalisation disrupts the sp2 hybridisation of
the graphene sheets and subsequently degrades their physical
properties.69 Good dispersions are also required for conductive
inks to prevent the agglomeration of graphene nanosheets
during deposition and drying, so similar considerations need to
be taken into account for the use of graphene in these applications. It is worth emphasising that real-life composite applications will require large volumes of ller material and that
synthesis methods to produce graphene should take this into
consideration and should be amenable to scale. This will also be
true if graphene platelets are to be used for energy storage
materials such a supercapacitors,70,71 where recently graphene
based supercapacitors have been shown to store almost as much
specic energy as a nickel metal hydride battery.70
If one is to consider these points, it is highly likely that the
most suitable methods of graphene synthesis will depend on the
intended application and that multiple methods of graphene
synthesis will be needed to realise the full potential of graphene.

Kết quả (Việt) 1:

Một loạt các ứng dụng tiềm năng cho graphen đãđề xuất dựa trên nhiều đặc tính nổi bậtthảo luận ở trên. Các tính chất quan trọng nhất đặc biệtứng dụng được tóm tắt trong bảng 1. Số lượng và hình thứccủa graphene yêu cầu thay đổi theo các ứng dụng; trong khimột số ứng dụng chẳng hạn như trong suốt điện cực và cảm biếnyêu cầu lms mỏng của graphene, các ứng dụng khác chẳng hạn nhưthiết bị lưu trữ năng lượng (chẳng hạn như pin và supercapacitors)và vật liệu tổng hợp polymer đòi hỏi một lượng tương đối lớngraphen nanosheets hoặc tiểu cầu. Hơn nữa tầm quan trọngsử dụng chất lượng cao graphen sẽ khác nhau với loại ứng dụng,Ví dụ: không có cải thiện đáng chú ý trong điện hóahoạt động đã được quan sát thấy sẽ từ vài-lớp monolayergraphen, 35 và khiếm khuyết trong vật liệu được cho là tăng cườngcả hai electrochemical36 và hydro storage37 khả năng của tấm graphene. Sự tiến bộ trong việc sử dụng graphene trong bóng bán dẫn, thiết bị lưu trữ năng lượng 38, 39, điện cực 40, 41, 42 dẫn điệnmực, 43 polymer composites44 và sensors45 đã được xem xét hoặcthảo luận chi tiết ở nơi khác.Để cho khả năng của graphene được hoàn toàn nhận ra,phương pháp cho nhu cầu tổng hợp được phát triển mà có thể sản xuấtvật liệu chất lượng tốt reproducibly. Mặc dù điều này vẫn cònmột thách thức signicant, một số các tuyến đường khác nhau để tổng hợp graphen đã được chứng minh trong năm gần đây, nhưthảo luận trong phần 3. Một số trong những phương pháp, bởi họ rấttự nhiên, cho vay mình tốt hơn để một số ứng dụng hơnnhững người khác. Một ví dụ về điều này là rằng tốc độ tăng trưởng trên SiC kết quả trong graphen ngày một chất bán dẫn trên toàn-ban nhạc khoảng cách, đó là thích hợpcho chế tạo thiết bị graphen chạy tốt bền lâu tại Phòngnhiệt độ mà không cần lm chuyển, 46-48 trong khigraphen trồng trên kim loại đòi hỏi phải chuyển sang cách điệnchất nền cho các ứng dụng này. Ngược lại tài liệu sử dụng choELD phát thải ứng dụng cần số liên lạc ohmic tốt để graphen trồng trên kim loại là một choice.49 rõ ràng hơn tương tự như vậygraphen lms có thể được hình thành từ các cá nhân graphennanosheets bởi quá trình như quay Sơn, 50 thả đúc, 51phun, 52 electrophoretic deposition53 và Langmuir-Blodgettmethodologies.54 Tuy nhiên, các lms là thực hiện ít hơnkhu vực rộng lớn graphen lms trồng trên SiC hoặc kim loại chuyển tiếp dođến nghèo tiếp xúc giữa tấm và Khuyết tật tại bảngcạnh, vì vậy sẽ có ít phù hợp cho các ứng dụng yêu cầucao điện conductivity.55Trong điện tử, graphen có tiềm năng để sản xuất nhỏ hơn,Các thiết bị nhanh hơn so với silic nhưng nó bị pitfall lớnmột ban nhạc khoảng cách cần phải được thiết kế để đạt được các "trên" và"tắt" Kỳ cần thiết trong kỹ thuật số electronics.56 graphen có thểMô tả như là một chất bán dẫn 'microlenses' hoặc 'zero-ban nhạc-khoảng cách' như cácBan nhạc dẫn và hóa trị liên lạc trong Brillouin zone.57Tuy nhiên nó có thể tạo ra một conning ban nhạc khoảng cách bênKích thước của graphene (ví dụ: tạo thành 'nanoribbons' bởilithography58 hoặc unzipping cacbon nanotubes59), áp dụngcăng thẳng, 60 hoặc thông qua điện hoặc hóa học doping.61–63Trong Hiển thị, graphen có tiềm năng đáng kể để thay thếIndi thiếc oxit (ITO). Thay thế ITO, được sử dụng như là một minh bạchtiến hành lm trong các thiết bị như hiển thị, ánh sáng hữu cơphát ra Điốt (OLEDs) và các tế bào năng lượng mặt trời là một yêu cầu cấp bách như indi là một nguồn tài nguyên nite và ngày càng tăng chi phí của nó dogia tăng sử dụng trong một loạt các công nghệ applications.64 A đơnlớp của graphene là hơn quang minh bạch hơn ITO(khoảng 98 và 90% tương ứng) Tuy nhiên cho các lmstính đến nay nó có một cao kháng điện nhiều(2000-5000 bạn và 50 U tương ứng). Kháng chiến này có thểgiảm bằng cách tăng số lượng graphen lớp nhưng điều này làđạt được tại các chi phí giảm transparency.65 ngoài raDoping bằng axít nitric đã được hiển thị để giảm bảngsức đề kháng của graphene lms, 66 với tấm kháng thấp như30 U, 1 có được báo cáo cho tờ sườn 90%lợi thế thực sự transparency.67 graphen trên ITO là nó làexible trong khi ITO là dễ vỡ, làm cho quá trình chuyển đổi có khả năng đểexible điện tử dễ dàng hơn.Sử dụng graphene trong một số ứng dụng có thể là một tập thể dụctrong thỏa hiệp. Điều này đặc biệt đúng cho graphen, trong cáchình thức tiểu cầu, trong vật liệu tổng hợp polymer. Người ta cho rằng bằng cáchphân tán graphen tiểu cầu trong ma trận polyme thuộc tính thuận lợi của graphene sẽ được trưng bày bởi các vật liệu tổng hợp.Ngoài các tính chất vật lý đáng kể, graphenđứng ra từ llers khác chẳng hạn như ống nano cacbon do của nódiện tích bề mặt lớn-cho phép mức cao tiếp xúc với cácpolymer. Để tận dụng lợi thế này diện tích bề mặt lớn vàđể tối đa hóa hiệu quả của nó như là một ller, phân tán của graphene phải tốt; có số lượng hợp lýunagglomerated tấm mỏng. Vấn đề là rằng chất lượng cao,khiếm khuyết miễn phí graphen không phải là rất soluble.68 thay vì phần lớn củagraphen vật liệu tổng hợp đã được sản xuất bằng cách sử dụng ' graphenôxít ' hoặc 'giảm graphen ôxít', như các chức năng nhóm màCác tài liệu này chứa cho phép tốt hơn dispersions, và trong một sốtrường hợp, các tương tác tốt hơn với polyme matrix.44 nhược điểm là functionalisation đó sẽ phá vỡ sp2 lai củagraphen bằng vải bông xù và sau đó làm giảm thể chất của họProperties.69 tốt dispersions cũng được yêu cầu cho dẫn điệnmực để ngăn chặn kết tụ của graphene nanosheetstrong thời gian lắng đọng và sấy khô, như vậy tương tự như cân nhắc cần đểđược đưa vào tài khoản cho việc sử dụng graphene trong các ứng dụng này. Đó là giá trị nhấn mạnh rằng thật hỗn hợp ứng dụng sẽ yêu cầu các khối lượng lớn của vật liệu ller và rằngphương pháp tổng hợp để sản xuất graphene nên mất điều này vàoxem xét và nên được amenable để quy mô. Điều này cũng sẽthật sự nếu graphen tiểu cầu đang được sử dụng cho năng lượng lưu trữvật liệu như vậy supercapacitors, 70, nơi 71 mới graphenDựa trên supercapacitors đã được chứng minh để lưu trữ gần như là nhiềuspecic năng lượng như một niken hiđrua kim loại battery.70Nếu một là để xem xét những điểm này, nó là rất có khả năng mà cácCác phương pháp phù hợp nhất của graphene tổng hợp sẽ phụ thuộc vào cácthiết kế ứng dụng và có nhiều phương pháp của grapheneTổng hợp sẽ là cần thiết để nhận ra tiềm năng đầy đủ của graphene.