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《科技情报》第十期

作者:admin|来源:达州市科学技术情报研究所|发布时间:2011-11-15|浏览次数:

 

石墨烯由石墨制成,它是一种“超级材料”,硬度超过钻石,同时又像橡胶一样可以伸展。它的导电和导热性能超过任何铜线,重量几乎为零。随着这种令人惊叹的新材料的投入使用,我们生活的方方面面都将发生革命性的改变。

  性能高 成本低

  研究人员表示,石墨烯是继100多年前首次人工合成塑料之后研发的最重要的新材料。如果这种拥有超强性能的新材料投入使用,研制可以弯曲并放在耳后的手机将不再是一种梦想,高清晰电视的厚度也将只有壁纸那么厚,电子报纸也将变得可弯曲,让读者可以将其放在狭小的空间里。同时,石墨烯能够让医药界发生革命性改变;将来也许能够取代硅,成为制造电脑芯片的原材料。

  7年前,英国发现了这种神奇的材料。2010年,曼彻斯特大学的两位科学家凭借在石墨烯研究方面取得的成就荣获诺贝尔物理学奖。最近,英国财政大臣乔治-欧斯本承诺拿出5000万英镑(约合7778万美元),研发基于这种超坚固材料的技术。在经济学方面,石墨烯最令人兴奋的特性莫过于较低的成本。通常情况下,科学家研发一种新型材料时成本都高的惊人。而石墨烯采用对石墨进行化学处理的方式制造。石墨是铅笔中“铅”的原材料,造价很低。一些专家表示石墨烯的生产成本能够降至低于每磅4英镑(约合每4536美元)

  拥有诸多特性的石墨烯化学结构非常简单,简单的令人感到不可思议。一片石墨烯就是一层碳原子,它们紧密结合在一起,形成蜂巢图案。石墨烯是迄今为止研发的最薄材料。300万片石墨烯堆叠在一起的厚度也不过1毫米。此外,它也是人类已知的最坚固材料,强度是刚的200倍,硬度是钻石的数倍。

  史上最薄的材料

  一片石墨烯能够承受相当于一头大象的重量。计算结果显示,一头大象需要站在铅笔的末端,才能凭借体重刺破石墨烯片。除了强度极高外,石墨烯也拥有惊人的柔软性,可在不出现破损的情况下伸展20%。此外,这种材料的导电性也远远高于铜(通常用于生产电线),同时也是地球上导热性能最高的材料。

  成为材料学界的焦点

石墨烯的发现轰动了材料学界,随后便成为科学家们的研究焦点。2010年,有关石墨烯特性的研究论文多达3000篇,专利申请400项。电子业相信石墨烯将让包括iPhoneKindle在内的电子产品的制造发生革命性改变。用基于石墨烯的化合物取代现在用的氧化铟锡,能制造柔软的薄如纸的电脑和电视屏幕。

如果使用石墨烯作为原材料,电子报纸的面貌将发生彻底改变。我们不妨想象一下,轻触电子报纸角落里的按钮,更新内容或者移到下一页,看完之后将其折叠起来,第二天再打开,继续浏览自己关注的内容。还有一些研究人员将目光投向石墨烯的医学用途。此外,这种新材料也可用于取代碳纤维船身和自行车车身。石墨烯制造的轮胎强度也要超过普通轮胎。一些研究人员表示石墨烯甚至可以取代硅,用于制造电脑芯片。未来,一张石墨烯信用卡存储的信息量可相当于今天的电脑。

  石墨烯的导电性能极高,可用于制造晶体管——负责控制电流,需要具备阻止电流通过的能力——等装置,事实证明,石墨烯的这一用途面临挑战。但现在,科学家们已经踏上伟大的石墨烯革命之路,这条道路既充满激情,也充满不确定性。

 

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