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铺设未来之路说说最强材料石墨烯

发布时间:2020-03-23 12:26:38 阅读: 来源:帆布鞋厂家

石墨烯其貌不扬,其微片看上去就好像是棉花一样的黑色絮状物,可它为何如此受追捧?答案其实其实不复杂。由于它太轻浮了,只有一个原子厚度,却又非常坚固。除此之外,它还具有优秀的导热性、极低的电阻率。在轻浮坚固的同时,它还几近是完全透明的。这些特性让研究者们能够创造出无穷的可能性,无怪乎石墨烯横空出世之时业界震惊。

在2004年之前,科学界一直认为石墨烯只是一种假想结构,不可能稳定单独存在,直至英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫从石墨中分离出了它。两人因此在2010年取得了诺贝尔物理学奖。

明星真面目

石墨烯(Graphene)之所以如此优秀,由于它是一种由碳原子构成的二维材料,呈单层片状结构,意味着它只有一个碳原子厚度,可谓极致轻浮。由于它几近可以被看做是二维的钻石,所以坚固非常也是天经地义的了——它也的确是目前最坚固的纳米材料,毕竟其二维蜂窝晶格结构的键强度上是很大的。

石墨烯特有的蜂窝晶格结构使其具有很好的导热性,由于当遭到外力时,变形的是全部碳原子面,使得碳原子无需重新排列以适应外力,这让它结构更稳定。另外也正由于其独特的结构,电子在其中的移动不会出现散射,也很难受到干扰。

值得一提的是,石墨烯几近是完全透明的,这可以让人们充分发掘它的可能性,比如说我们用的智能手机的屏幕。

总的来说,石墨烯的轰动,是由于它创造了诸多纪录,石墨烯一系列神秘的特殊性让人们对它的运用充满空想。那末,科学家现在又发掘出了它的甚么用法呢?

1秒一部高清电影

现在电影和游戏都将进入4K时期,庞大的文件体积让“小水管”们不堪重负,石墨烯极可能就是未来的救星。

科学家们发现,石墨烯调制器比铜导线的传导速度要快千倍,10个调制器放在一起速度将到达百万兆。而且其体积极小,唯一头发丝的4百分之一细,随意放在主板上的任何地方都行。

石墨烯高速、对热又不敏感,它解决了业界长时间未能解决的问题。

手机充电不再苦苦守候

现在智能手机的耗电量有目共睹,如果着急的话,充电的进程真是煎熬,还好石墨烯能救。

正如上文所说,石墨烯导电性能非常优秀,这使得它可以加快电池的充放电速度。如果是手机的话,可能充电进程不到1分钟就结束了。另外它的高比表面积结构还能够增加储电容量。

值得一提的是,由于其体积小,未来的手机在重量和厚度上肯定会有进一步的缩减。

不只是智能手机,石墨烯的运用极可能将带来电动汽车技术的进一步发展。有了大容量高充电速度的汽车,消费者们购买时就将不会再犹豫。

拍照神器不再高端?

诺基亚曾申请过一项关于石墨烯的专利,它利用这类材料制造摄像头传感器,使得其体积大幅度缩小。

我们都知道PureView808虽然在手机上实现了4100万像素,但臃肿的传感器严重影响美感,Lumia1020虽然减缓了这个问题,但看上去仍旧突兀。石墨烯传感器可以做到纤薄非常,不但可以使“驼峰”消失,乃至还能继续削减手机厚度。

再进一步去想,一旦石墨烯得到普及,将来我们的手机摄像头的平均像素数还会水长船高。

石墨烯能让灯下岗?

传统的电灯我们已使用了那末多年,怕是谁都没想过它的地位会被挑战吧,可是石墨烯有这个实力。

瑞典和美国的发明家发现石墨烯可以被制成一种低功耗的发光面板,覆盖在墙上,使得墙壁全部变成灯。这样的墙壁可以随便调理亮度和发光处,普通的灯和它1比着实落了下风。

其实这类技术的原理和OLED很像,不过科学家表示它比OLED的本钱要低很多,而且在生产过程中也不会产生难以回收的废物。

整幢房子都是太阳能面板

太阳能技术如今已屡见不鲜,但它的低效率问题到现在都没有得到很好的解决。因而,石墨烯又能派上用处了。

我们已知道石墨烯是一种透明、良好的导体,这样的材料自然很合适用来制造太阳能电池。石墨烯的发现者之一,曼彻斯特大学的康斯坦丁·诺沃肖洛夫表示石墨烯可以被用来制成所谓的“太阳能油漆”,只要刷在建筑表面,就能够充当太阳能面板。

可以想见,一旦这类新型油漆得到运用,未来1幢房子被优良的太阳能电池所覆盖时,效力该有多高。

结语

虽然石墨烯具有这样的好处,但它并不是没有缺点,目前本钱偏高就是阻碍它推行的最大因素——能够被称为“黑金子”,其昂贵可想而知。

好在科学家在不懈努力下它的本钱已有了大幅度减少。石墨烯头发尺寸的微小样品曾售价高达1000美元,现在工艺改进后已大大下降,未来到达“白菜价”也并不是不可能。

变革正在产生,很多时候我们却浑然不觉,在科技飞速发展的现代,人们应当以更加苏醒的态度去迎接这些变化。

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