在过去的几年中,石墨烯一直是个流行词:一种具有卓越性能的新型材料,有望改变我们生活中的一切。但这全是空洞的炒作吗?石墨烯到底是什么,我们真的可以期望什么?
石墨烯是地球上最常见元素(碳)的一种不寻常形式,是被发现并合成的早在2004年,它就由曼彻斯特大学(University of Manchester)所提供。它由许多碳薄片组成,每块碳只有一个原子厚,全部排列成六边形格子。
因此,它具有各种有趣和意外的特性。例如,石墨烯的强度大约是钢的200倍,而重量则轻六倍。自从发现以来,科学家和工程师一直在忙于寻找使用这种非凡材料的实用方法。可能性几乎是无穷无尽的,但是您可以期望在其中一些地方看到石墨烯尽快改变您的生活。
1。计算机芯片
一段时间以来,我们已经看到计算机芯片遵循摩尔定律,这意味着它们的功率大约每18个月左右就增加一倍,但是现在我们正接近小型硅晶体管的极限。制作。以这种速度,摩尔定律将不再是正确的。
但是正在进行研究,以了解如何将石墨烯与硅结合使用以生产更快,更小,能耗更低的处理器。 IBM已投资30亿美元用于石墨烯研究,并预计到2019年将有一个可运行的石墨烯处理器。
在最佳情况下,包括石墨烯在内的芯片有可能比传统方法快几个数量级。硅芯片,因此对于计算世界来说,突破是不可思议的。
2。电池
在当前智能手机和其他便携式电子设备的时代,我们完全依赖电池,因此我们一直在寻找使它们使用寿命更长的方法。石墨烯在这一领域显示出了广阔的前景。
三星报道称,通过将石墨烯掺入锂离子电池中,随着电池容量的增加,取得了一些成功。与此同时,东旭公司也宣布推出了世界上首款石墨烯电池包。 Dongxu声称其4,800 mAh电池可在15分钟内充满电。目前尚不清楚何时可以购买。
无论这些产品是否曾投放市场,电池中石墨烯的潜力都令人惊讶。如果它得到完全实现,它可能是几十年来发生的最具革命性的发展之一。石墨烯超级电容器电池的寿命是类似尺寸的锂离子电池的五倍,并且可以在很短的时间内充电。
另外,与锂离子电池不同,它们无毒且无毒。不会有爆炸的风险。
使用石墨烯超级电容器,智能手机一次充电即可使用一周或更长时间,而电动汽车的续航里程也将超过内燃机。当确实需要充电时,该过程将花费数秒或数分钟而不是数小时,这是个好消息,因为“充电限制"是电动汽车广泛采用的一大障碍。
3。印刷电子
石墨烯可以印在纸(或其他材料)上,如果是电路形式,则可以由RFID读取器读取。门票,登机牌等是此类技术最明显的立即使用,但无限可能永无止境。可穿戴电子设备,柔性传感器和屏幕,甚至电子纹身都可能在不久的将来变得司空见惯。
4。相机传感器
石墨烯比目前数字相机成像传感器中使用的硅对光更敏感。这为更好的相机在低光照条件下工作提供了可能,这对于几乎所有摄影师和摄像师来说都是个好消息。 (诺基亚甚至正在开发一种基于石墨烯的摄像头传感器的智能手机,该传感器有望比目前的摄像头节省能源消耗,并且便宜得多。)
石墨烯的高透明性–它可以解决97.7%的光线通过-也为3D相机和稍后可以调整图像焦点的相机打开了潜力。可以安排多层石墨烯,以便可以使用各种焦点来捕获图像,并且可以在拍摄照片后调整焦点。
5。改进的扬声器
我们今天使用的扬声器依靠振动产生声音的机械部件。这意味着这些零件需要有足够的物理空间来移动,并限制了小型扬声器的尺寸和扬声器的放置位置。
韩国的研究人员一直使用热声原理-生产通过快速加热和冷却材料来发出声音-用石墨烯气凝胶制成扬声器,这种扬声器既薄又不会振动。这样的扬声器非常适合移动设备,并且可以轻松地安装在墙壁或平板电视上。
没有迹象表明该产品会很快上市,但是随着许多产品的推出,这是一个令人振奋的进步。
6。更强的触摸屏
因为石墨烯几乎完全透明,可以在玻璃上使用,并且潜在的用途是增强我们智能手机上的触摸屏。
石墨烯比金刚石更坚固,涂有涂层的屏幕几乎是坚不可摧的,或者至少在它滑出您的手时不会破裂。钢化玻璃具有多种其他用途,当然,石墨烯的其他特性也意味着智能窗户和挡风玻璃也是真正的可能。
石墨烯还保留了可弯曲而不是折断的柔性屏幕的希望。 。同时,如果手机屏幕坏了,您可以做一些事情。
7。运动器材
石墨烯极轻且非常坚固,这是运动器材非常需要的两个特性,在大多数体育运动中,任何减少的重量都等于竞争优势。自行车运动最明显,高端自行车已经在使用轻质碳纤维了。
将石墨烯与碳纤维巧妙地结合在一起,可以在保持强度的同时进一步减轻重量。英国Dassi公司生产的自行车车架中,石墨烯的重量仅为750克,并希望在不久的将来将其降低到350克。
但是您也可以想象这会如何渗入在技术世界的各个领域,用户总是被下一部比以前更坚固,更轻,更薄的手机,笔记本电脑或相机所惊叹。而且,如果石墨烯生产被证明更便宜,甚至更好。
石墨烯与未来
以上只是石墨烯的一些可能用途,您最有可能使用在不久的将来就掌握在您的手中,但是还有许多潜在的工业和医学用途可能同样具有革命性。
石墨烯是否能达到我们的高期望尚待观察已经放在上面了。可能是某些生产问题仍然无法解决,或者成本使上述某些用途不切实际,但即使可以实现其潜力的一小部分,也将彻底改变我们生活的世界。
< strong>您是否期望很快在市场上看到石墨烯产品?哪些应用最让您兴奋?请在下面的评论部分中告诉我们。
图片来源:BONNINSTUDIO通过Shutterstock.com
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