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石墨烯,真神奇!

发表于: 2018-03-30 17:37:30 文章来源:青岛晨阳石墨有限公司

  
  以前我们知道银是最好的导热材料,现在研究发现,石墨烯才是导热界的“扛把子”。虽然石墨烯这种物质是一直存在的,但是它真正走入大众视野是2004年。2016年的一场交易博览会上,一款石墨烯充电宝吸引不少人眼球,只需10分钟就可充满6000mAh的电量。而如今,石墨烯轻松把金刚石挤下“自然界最坚硬物质”的宝座。

  当然,这么神奇的材料,一向重视科技研发的各国军方肯定不会忽略它。石墨烯的电子运行速度能够达到1000千米/秒,远远超过电子在一般导体中的运动速度。如果石墨烯能脱离冷却液就实现超导,那不仅能省下昂贵的冷却费,还将在能量传输、医疗扫描仪等相关领域带来革命性变化。优异的导热性可以满足LED照明、计算机、卫星电路、手持终端等大功率高集成系统的散热需求。

  分离过程也是蛮萌的。

  石墨烯的神奇,让你难以想象。它可以提高装备的防护和隐身性能,2013年就有国家制备石墨烯基红外隐身涂层。他们也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

  这项特性,决定了石墨烯跟电池是天生绝配,在电能储存领域,石墨烯是耀眼的“明星”。它的导热效能是银的10倍。咱们先说说导电性。

  超导体,在导电中几乎没有能量损耗,但需要昂贵的低温液体维持低温环境才能应用。它的透光率高达97.7%。

  它到底有多硬?这么说吧,它的断裂强度比最好的钢材还要高200倍。假如我们日常使用的塑料袋是石墨烯材质,那么它就能承受大约两吨重的物品。

  在为中国少年天才点赞的同时,你是不是也好奇,这么牛气的功能,为什么“主角”是石墨烯?今天,小乐就带你走进石墨烯的神奇世界。一块厚1毫米的石墨,就能包含大约300万层石墨烯。

  而且,这么薄的材料,致密性却很高,最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。

  小乐还记得上学时,老师总说,金刚石是自然界中最为坚硬的物质。如果你用铅笔在纸上轻轻划一下,在纸上留下的痕迹就包含了许多层石墨烯。不断地这样操作,最后科学家得到了仅由一层碳原子构成的薄片。我们可以大胆设想,未来有一天,电动汽车广泛使用石墨烯电池,只需几分钟就能把电充满,比去加油站加油还方便,那多带感!

  石墨烯只有一层碳原子,所以不仅结构非常稳定,而且导电性能更强大。这两位科学家从高定向热解石墨中剥离出石墨片,并将这种薄片的两面各粘上一种特殊的胶带,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。因此,科学家有望利用石墨烯制造下一代超高频电子器件,未来计算机处理器的运行速度可以比现在高十倍,甚至上百倍。用石墨烯器件制成的计算机,其存储和运算能力得到极大提高,在装备设计制造模拟、战场模拟及情报分析等方面有着重要意义。仅十几年的时间,石墨烯就因潜力巨大、适用行业宽广,成为当前科技界的爆款“网红”。厚度只有大约0.3纳米,相当于一张A4纸厚度的十万分之一。2014年有研究者将石墨烯夹入镜片之间,构建能捕捉可见光和红外线的传感器,镜片可做成比手指甲更小,再与隐形眼镜结合,微型红外夜视镜、超灵敏探测器和超薄可折叠显示屏成为可能。

  这意味着啥?且待小乐平复一下激动的心情,为你慢慢道来——

  3月5日,《Nature》杂志报道了来自22岁中国科学家曹原的重要研究,只要将两层石墨烯旋转到特定角度叠加,它们就可以在零阻力的情况下传导电子。

  以前常说“没有金刚钻,就别揽瓷器活”,以后会不会变成“没有石墨烯,就别揽瓷器活”呢?石墨烯的神奇特性赋予人们太多的想象空间……

  在提高传感器的灵敏度和促进微型化方面,石墨烯也有神奇功效。

  小乐从收集的资料里发现,当前已经有国家把石墨烯用到了军用武器装备上。以前大家认为,这种只有一个原子厚度的二维材料,是假设性的结构,直到英国的两位科学家从石墨中分离出了石墨烯,证实它可以单独存在。这就是人类最先得到的石墨烯。

  石墨烯是当前最薄、最坚硬的纳米材料,简单来说,它是从石墨中剥离出来的由一层碳原子构成的二维晶体,被公认为21世纪的“革命性材料”。

  这么坚硬的物质,却是超薄超轻、近乎透明的。