谁说钻石是最坚硬的物质,我石墨烯第一个不

作为新材料领域的宠儿,石墨烯越来越受到重视,被《每日电讯报》誉为“物质世界的新奇迹”,《福布斯》称其为“下一个十亿美元级的超级物质”,《商业内幕》称其将“改变世界”。这周iNED将带领大家探索石墨烯的奥秘。

不知道大家是否还记得《辛普森一家》(Simpsons)里的经典场景:荷马(Homer)被售货员描述为“拥有种用途的糖果”,并被赋予了“蜡嘴唇”(waxlips)的称号。嗯,那么石墨烯就充当了材料科学领域“蜡嘴唇”的角色。石墨烯最神奇的地方在于,它可以改善我们每天使用的无数东西。

什么是石墨烯?(WhatisGraphene)

石墨烯是一种单层石墨,作为铅笔芯中常见的柔软材料,它的原子呈蜂窝状六边形排列。尽管这种描述毫无新意,但石墨烯实际上正成为科学上用途最广泛的新材料之一。

石墨烯只有一个原子那么薄,是已知宇宙中最坚固的材料之一,它的强度是钢铁的倍,且具有惊人的灵活性,其背后隐藏着更多其他的优点,等待着我们去不断挖掘。

石墨烯的超能力(SuperPowersofGraphene)

石墨烯可谓是材料领域的超级英雄,现在跟着iNED一起看看它有着怎样的超能力:

1.高导热性

石墨烯是目前为止导热系数最高的碳材料,具有非常好的热传导性能,其高导热性的超能力使石墨烯的导热系数达到W/m.K。导热系数越大说明导热性能越好,这一数值是铜的13倍,铁的66倍(铜的导热系数为W/m.K,铁为80W/m.K)。

2.高导电性

中学时就在课本上学到,铜、银的导电性最佳,那是因为还没发现石墨烯这具有高导电性的超级英雄。在常温下石墨烯的电子迁移率超过cm2/V.s,而电阻率只约10-8Ω·m,是现有电阻率最低的材料。

3.高透光性

石墨烯虽然含有“石墨“二字,但它长得可一点儿也不黑,看上去几乎是透明的。它的透光超能力使其在光学上的透光性高达97.7%,且没有反射光,而普通玻璃的透光率仅为89%。

4.高硬度

虽然石墨是矿物质中最软的材料,但是当石墨被分离为只有一个碳原子厚度时,就变身成为了石墨烯,能力获得了亿万级的提升,性能发生突变。将石墨烯作为切割工具,硬度比它的姐姐——同为碳家族的钻石还要高。

石墨烯的神奇应用(AmazingApplicationsforGraphene)

接下来就先带领大家看看国际上新材料领域对于石墨烯应用的研究和展望:

1.坚不可摧的智能手机

碎裂的屏幕是否让你感到肝痛,而这即将成为过去式。未来,触屏的玻璃材料将被塑料替代,使其更有效地防裂。石墨烯将彻底改变智能手机行业,使破碎的智能手机屏幕成为历史。

2.可饮用咸水

任何一个曾经在海里泡过水的人都知道,喝一口咸水有多难受。但洛克希德马丁公司找到了解决这个问题的答案:穿孔烯。穿孔烯是一种由石墨烯制成的海水淡化膜,它可以改变那些依赖水生存的人(你和地球上的其他人)的生活方式。穿孔烯脱盐膜将通过过滤咸水使其可饮用。

3.电动汽车革命

使用石墨烯薄膜可以大大提高氢燃料电池的效率,增强电动汽车的续航能力,使其成为更环保的出行工具。现有的质子膜用于燃料电池的主要问题是燃料泄漏量,而石墨烯薄膜可以有效阻止燃料电池泄漏。

4.可穿戴技术

随着新款AppleWatch在世界各地的苹果粉丝和技术人员中掀起热潮,有人会好奇可穿戴技术的下一个前沿是什么。我们只能说,当未来市场上出现不可打碎、能弯曲的石墨烯手表时,体积大且易碎的iWatch将不再是该领域的宠儿,超弯曲石墨烯手表将会成为潮流的巅峰。

成都石墨烯应用产业技术研究院(ChengduGrapheneApplicationInstituteofIndustrialTechnology)

在成都,就有这么一家专注于石墨烯新材料领域研究的公司——成都石墨烯应用产业技术研究院有限公司,作为一家成立不到两年的新经济企业,已经在石墨烯应用技术研发、产品研发以及产业化等方面做出了斐然的成绩。

1.小套装也能登上大舞台——石墨烯智能发热服

在年2月25日平昌冬奥会闭幕式上,72名演员身穿由烯旺科技和成都石墨烯应用产业技术研究院有限公司联合开发的石墨烯智能发热服精彩亮相。这种石墨烯智能发热服能在零下20度的低温条件下迅速加热到50度,并持续4小时,保证演员在低温环境下依旧能轻松舒适完成表演。

2.石墨烯发热膜在汗蒸光波房中的应用——石墨烯远红外能量房

在历经灯管发热→金属丝发热→碳纤维发热丝→碳木板等碳晶发热板,到现在的石墨烯发热膜,终于有了远红外集中,温和高效升温,节能近30%,无电磁辐射的石墨烯远红外能量房,带给大家不一样的桑拿汗蒸体验。

3.冬天里的暖宝宝——石墨烯取暖器

通过清华大学建筑环境检测中心散热器热工性能检测试验台检测标准的石墨烯取暖器,在北方地区实地测试,得到这样的效果:一台W的设备可在室外-15℃条件下稳定工作,保证15平米的室内温度达到供暖要求(18±2℃)。在成都地区环境下,经大量测试,也得到了同样的结果。这不禁让在成都的小编感到一丝丝暖意,以后的冬天也能在室内吃雪糕了。

4.重新定义取暖+艺术品质生活——石墨烯发热画

采用壁挂式安装+画面私人定制的石墨烯发热画,在满足房间便捷安装和美丽装饰的同时,也能通过石墨烯远红外辐射发热方式,将温暖安静的传递到房间的每一个角落。适应各种场合取暖,还能手机远程智能控温到家即暖,高达99%电热转化率也符合节能环保的生活理念。

目前石墨烯技术还相对较新颖,产品成本较高,不能大量投入使用。但在石墨烯科技企业不断研究和努力下,会把更多石墨烯产品以高性价比的方式带给大家。

如果想继续了解更多科技产品,请持续

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