石墨烯是一種有潛力改變未來(lái)的材料
它是世界上最薄最輕的材料,但強(qiáng)度卻是鋼的300倍。它的導(dǎo)電性比銅快,導(dǎo)熱性比金剛石好。
它可彎曲,可拉伸,透明,防水,還可以防止腐蝕和生銹,它甚至是可生物降解的。最后,也是最重要的一點(diǎn),它來(lái)源于一種最常見(jiàn)的家居用品。石墨烯101Graphene 101 我們從1859年起就知道石墨烯的存在,畢竟石墨烯只不過(guò)是一層碳原子。一層又一層的石墨烯堆疊在一起就形成了石墨,就像鉛筆芯用的一樣。
英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈·蓋姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃消洛夫(Konstantin Novoselov)發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡(jiǎn)單的方法得到越來(lái)越薄的石墨薄片。
他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開(kāi)膠帶,就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作,薄片就會(huì)越來(lái)越薄,最后他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片,這就是石墨烯。
這對(duì)搭檔因?yàn)檫@個(gè)非凡的實(shí)驗(yàn)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
為什么可以如此自信地宣稱石墨烯將是改變未來(lái)的材料呢?讓我們一起了解它的潛在用途。
能源Energy
有一樣?xùn)|西似乎限制了所有技術(shù)的發(fā)展,那就是電池。從本質(zhì)上講,電池是技術(shù)領(lǐng)域的party pooper。它們會(huì)流失、消亡、破裂,而且無(wú)法回收利用。然而,是時(shí)候告別這些笨重的電池了,因?yàn)槭﹣?lái)了!
如前所述,石墨烯是一種扁平的原子片,電子可以在其中快速縮放。由于其完美的六邊形基質(zhì),石墨烯幾乎不產(chǎn)生電阻,使其成為我們迄今為止發(fā)現(xiàn)的最好的導(dǎo)電體。事實(shí)上,石墨烯超級(jí)電容器給你的手機(jī)充電大約需要5秒鐘!
石墨烯還將徹底改變太陽(yáng)能!這種非凡的材料可以用來(lái)制造更堅(jiān)固、更好的太陽(yáng)能電池,比我們今天使用的硅電池更容易、更便宜。
說(shuō)到取代硅,石墨烯還可以用來(lái)制造微芯片。這些石墨烯微芯片的工作頻率將是硅芯片的10倍,并且還能解決電腦散熱等令人煩惱的問(wèn)題。
另一種使用石墨烯的新方法是通過(guò)移除單個(gè)原子,從中提取氫元素,來(lái)制造氫燃料電池,這將讓可再生能源愛(ài)好者的夢(mèng)想成真。
凈化水Purifying Water
石墨烯也具備疏水性!它會(huì)附著在其他材料上,當(dāng)其中形成微孔時(shí),水可以毫無(wú)問(wèn)題地通過(guò)。石墨烯的這種特性可用于凈化受污染的水,也可用于水力分裂。氧化石墨烯甚至可以將放射性物質(zhì)從水中分離出來(lái)。
有了石墨烯納米技術(shù),像清理石油泄漏這樣危險(xiǎn)的任務(wù)可以更容易地完成。
飲用水日益稀缺。一種可解決的辦法是淡化海水,而另一種就是石墨烯,它將加快這一過(guò)程,比目前使用的商業(yè)脫鹽技術(shù)快2-3倍,讓地球永遠(yuǎn)告別缺水!
建設(shè)Construction
石墨烯也可以用作油漆!它不僅可以讓你的房子免于腐蝕和防水,而且由于它的光敏性,它甚至可以使用太陽(yáng)能為同一座房子供電!
由于石墨烯作為導(dǎo)體的巨大潛力,整個(gè)房子都可以用作界面。
天花板上有電視?在地板上玩游戲?變色墻嗎?一切皆有可能。
汽車Automobiles
石墨烯納米技術(shù)也將改變汽車的面貌。 作為地球上最堅(jiān)固、最柔韌的材料,所有的汽車都可以用石墨烯制造。
想象一下那些汽車和飛機(jī)會(huì)有多輕,它們可以使用汽車表面產(chǎn)生的太陽(yáng)能,也可以用石墨烯超級(jí)電容器充電。
未來(lái),電動(dòng)汽車可以在任何地方充電,只要幾秒鐘,而且整個(gè)過(guò)程也將是完全環(huán)保的!
醫(yī)學(xué)Medicine 石墨烯還可以用于構(gòu)建令人難以置信的生物傳感器,可以檢測(cè)像帕金森病這樣的遺傳疾病。
由于這種產(chǎn)品很薄,而且它本質(zhì)上只是碳,石墨烯也可以用于組織工程。這也將改變假肢的未來(lái)。我們對(duì)這種材料思考得越多,我們就越意識(shí)到石墨烯可能就是完美的。
電子產(chǎn)品Electronics
石墨烯將在電子工業(yè)中備受期待。
觸摸屏需要敏感的導(dǎo)體來(lái)檢測(cè)你的觸碰。正如我們剛剛了解到的那樣,石墨烯是世界上最好的、最超常的材料。因此,它不僅可以取代電子設(shè)備中的硅微芯片和電池,還可以取代外部主體。
除此以外,它還可以使這些設(shè)備透明、輕薄、牢不可破,同時(shí)還兼具靈活性、防水性和生物降解。更不用說(shuō)它可以同時(shí)產(chǎn)生太陽(yáng)能,為你的設(shè)備充電了??赡苄允菬o(wú)限的。
石墨烯還將影響揚(yáng)聲器行業(yè)。單片石墨烯制成的膜片可以達(dá)到最昂貴的sennheiser所產(chǎn)生的音質(zhì)。
這些應(yīng)用實(shí)際上只是科學(xué)、醫(yī)學(xué)、技術(shù)和商業(yè)領(lǐng)域中眾多想法中的一小部分??茖W(xué)家們一直在發(fā)現(xiàn)石墨烯的新用途。從創(chuàng)造更好的氣體傳感器和改善集體健康到開(kāi)發(fā)真正的隱形斗篷和懸浮板——石墨烯可以做到這一切。
它的研究正在世界范圍內(nèi)全速進(jìn)行,很快就會(huì)到來(lái),未來(lái)就在眼前!
編輯:黃飛
評(píng)論