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最近一段时间 , 石墨烯的呼声非常的高 ,
从芯片、到新能源电池、再到生活用品 ,
感觉石墨烯是神一般的存在 , 无所不能
那么石墨烯到底是什么 , 有什么功能 , 为何全世界各行各业都在关注它呢 , 我国石墨烯的研发又处在什么阶段呢?
大家好 我是章鱼 ,
下面让我们一同来了解一下这无所不能石墨烯吧
石墨烯是什么
用我们老百姓的话就是碳
在具体点说就是碳原子组成的六角形的结构
我们可以将这些六角形结构铺平 ,
就会形成这种类似蜂窝状的薄膜
我们管这种结构叫做单层石墨烯
有单层就会有双层或者多层结构
如果层数再多 , 就是我们常见的石墨了
厚度1毫米的石墨大约包含了300万层石墨烯
我们日常使用的铅笔 , 在纸上轻轻划上一笔 ,
这一笔就可能包含很多层也可能只有一层
其实石墨烯一直都存在 , 只是我们在2004年才发现它
当时英国的两名科学家利用特殊胶带 , 将石墨片两面粘牢
然后将其一分为二 , 经过多次分离之后 ,
他们获得了仅由一层碳原子构成的薄片 , 这就是石墨烯 ,
这两名科学家也因这一卷胶带获得了诺贝尔物理学奖
从04年第一次发现石墨烯 , 再到现在也就十几年的时间
为什么一层薄薄的石墨烯会让全世界都如此关注
它到底有什么作用呢?
在传感器领域里 , 因为石墨烯具有它独特的二维结构 ,
巨大的表面积对周围的环境又非常的敏感 ,
哪怕是一个气体分子吸附 或者释放都可以检测到
并且它还具备高电导率、高热导率和低噪声等优点
自然而然地成为了集成电路互连材料的另一个选择
未来在这方面很有可能取代铜金属的位置
不仅这些 , 它的电导性和透光性也非常好
这让它在触摸屏和液晶显示、光伏电池、
发光二极管等等领域有着不可替代的优势
相信很多人还听过太空电梯 , 美国科学家就曾说过
太空电梯最大的障碍就是如何制造出一根
足够强韧的从地面连向太空卫星的缆线 ,
那么想要拉一根跨越3万7千多公里距离的钢缆
想必不用外力的作用 , 自己就能把自己扯断了
石墨烯的出现 , 让众多科学家将目光投向了它 ,
石墨烯是最有可能成为太空电梯缆线的材料
它的强度与韧性是其他材料无法比拟的
假设对同样粗细的钢缆和石墨烯绳子进行拉力实验
拉断石墨烯绳子的力量要比拉断钢缆绳子
大上200倍以上才行 , 并且石墨烯绳子还要更轻 , 密度更低
石墨烯的导电、导热、润滑等等优点 , 在传感器、生物材料
锂电池、半导体、航空航天等等领域都有着重要的作用
石墨烯既然有如此大的作用为何没有普及开来呢?
主要原因还是目前制造石墨烯的成本太高 ,
并且现在虽然有机械剥离法、氧化还原法、取向附生法
等等方法制作石墨烯
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