未來(lái)的材料之王?石墨烯到底是個(gè)啥,應(yīng)用廣泛,都能用來(lái)做什么?

?圖為石墨烯
?隨著科技的發(fā)展,新材料愈發(fā)受到各國(guó)的重視,因?yàn)橹圃鞓I(yè)離不開(kāi)各種材料技術(shù)的發(fā)展,而一種由碳原子構(gòu)成的新型材料,逐漸被大眾所熟悉,并且有專家認(rèn)為它的發(fā)展?jié)摿薮?,它就是石墨烯,那么這到底是個(gè)啥,雖然說(shuō)它的應(yīng)用十分廣泛,但都能夠用來(lái)做什么呢?石墨烯又是否能夠稱得上未來(lái)的材料之王??

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石墨烯擁有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等特性,這種新型材料的結(jié)構(gòu)其實(shí)非常簡(jiǎn)單,就是將碳原子按蜂窩狀布置,其實(shí)在自然界中,就存在著石墨烯這種材料,只是很難將其剝離成單層結(jié)構(gòu),石墨烯如果一層層疊加起來(lái)就是石墨,僅1毫米厚的石墨大約就包含了300萬(wàn)層的石墨烯,后來(lái)國(guó)外科學(xué)家利用機(jī)械剝離法,成功分離出了單層的石墨烯結(jié)構(gòu),如今工業(yè)上生產(chǎn)石墨烯的方式主要有機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法,薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法等幾種。

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既然說(shuō)石墨烯是萬(wàn)能材料,那么它主要體現(xiàn)在哪些方面呢?首先,石墨烯擁有良好的導(dǎo)電性,如果將其制成導(dǎo)體,能夠用于超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域,因?yàn)樗鼛缀醪粫?huì)產(chǎn)生電阻,后來(lái)出現(xiàn)的石墨烯電池,性能更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越鋰電池,因?yàn)槭╇姵氐膯挝浑娙萘扛螅梢杂行г黾与姵氐哪芰看鎯?chǔ),從而增加工作時(shí)間,并且比鋰電池更加安全,不用擔(dān)心自燃等問(wèn)題。?其次,用石墨烯甚至有望搭建太空電梯,因?yàn)樗鞘澜缱钶p,同時(shí)結(jié)構(gòu)最堅(jiān)固的材料,就有日本科學(xué)家提出,可以用這種材料來(lái)建設(shè)通往太空的電梯裝置,將石墨烯制成碳納米管,只需要很細(xì)的橫截面,就可以讓碳納米管具有很強(qiáng)的承重能力,搭建太空電梯完全存在可能性,目前主要問(wèn)題是如何大批量低成本地生產(chǎn)出碳納米管,因?yàn)楝F(xiàn)在制約它的主要是生產(chǎn)工藝以及制造成本。

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令很多人感到意外的是,用石墨烯甚至還可以用來(lái)制造芯片,目前中國(guó)正在芯片技術(shù)上被美國(guó)卡脖子,其實(shí)在石墨烯芯片技術(shù)上,中科院已經(jīng)傳來(lái)了捷報(bào),將來(lái)完全有望繞開(kāi)硅基材質(zhì),將石墨烯芯片作為中國(guó)科技的主流,因?yàn)楦杌酒啾?,這種材料制作芯片,不僅運(yùn)算效率可以提升1000倍,而且石墨烯天然具有良好的導(dǎo)熱性,所以根本就不用擔(dān)心散熱問(wèn)題,如果將其運(yùn)用于超算,那么美國(guó)根本就沒(méi)有任何勝算。?值得驕傲的是,對(duì)于石墨烯這種全新材料,全世界只有中國(guó)走在世界前列,就連美國(guó)也不得不佩服中國(guó)的技術(shù)積累,而且國(guó)內(nèi)現(xiàn)在還愈發(fā)重視相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng),將來(lái)中國(guó)所掌握的石墨烯技術(shù)優(yōu)勢(shì)還將長(zhǎng)期保持下去,并且讓這項(xiàng)技術(shù)一直造福國(guó)人,其他國(guó)家想要用石墨烯技術(shù),那么只能花高價(jià)從中國(guó)這里購(gòu)買(mǎi)。??