什么是石墨烯?
石墨烯可以變革電子行業(yè),催生靈活多變的設備、超動力的量子計算機、電子服裝及可與身體細胞交流的計算機。
雖然石墨烯早在10年前就被發(fā)現(xiàn),然而它在2010年才真正獲得關(guān)注。兩名曼徹斯特大學的物理學家因石墨烯實驗而獲得諾貝爾獎。最近,研究人員集中精力研究如何商業(yè)化生產(chǎn)石墨烯。
2012年,美國化學學會稱石墨烯的強度是鋼鐵的200倍,它如此輕薄,以至于1盎司的石墨烯可以覆蓋28個足球場。中國科學家曾合成石墨烯氣凝膠,密度只有空氣的1/6;一立方英寸(約16.39立方厘米)的石墨烯氣凝膠放在一片草葉上,草葉不會變形。
“石墨烯是世界上為數(shù)不多同時具備透明、導電和柔性三大屬性的材料。”曼徹斯特大學講師亞拉文博士(Aravind Vijayaraghavan說道,“這三種屬性很少能在同一個材料上出現(xiàn)?!?/p>
石墨烯能做什么?
那么我們可以用石墨烯來做什么?物理學家和研究人員表示,由于石墨烯可以讓電子產(chǎn)品的屏幕更清晰且具備柔性特質(zhì),這些產(chǎn)品將比以往采用硅材料的設備更薄、更快、更便宜。另外,續(xù)航時間長的電池也可具備防水性能。
2011年,美國西北大學的研究人員以石墨烯和硅為原料制造電池,該大學表示這種電池可以讓手機“電池用上一周,每次充電只需15分鐘”。
2012年,美國化學學會表示,石墨烯技術(shù)進步將使得“手機薄如紙張,能夠折疊裝入口袋”。
亞拉文博士正基于石墨烯研制一系列傳感器,包括氣體傳感器、生物傳感器和光傳感器,它們的體型比以往更小。
上周,與韓國成均館大學合作的三星尖端技術(shù)研究所的研究人員稱,三星已找到在硅片上制造高質(zhì)量石墨烯的方法。三星在聲明中表示,這些技術(shù)進步意味著公司可以開始制造“柔性顯示屏、可穿戴產(chǎn)品和其他下一代電子產(chǎn)品”。
科技博客Extreme tech撰稿人塞巴斯蒂安?安東尼(sebastian anthony)表示,三星的突破最終將成為“石墨烯商業(yè)化的救命稻草”。
三星并不是唯一研究石墨烯的科技公司,IBM、諾基亞和SanDisk公司的研究人員都在嘗試用石墨烯材料創(chuàng)造新型傳感器、晶體管和存儲器。
石墨烯的未來
當上述設備真正擺到商店貨架時,它們的外形和體驗可能是我們從未見過的。
哥倫比亞大學機械工程教授詹姆斯?豪恩(Jams Hone)表示,他的實驗室發(fā)現(xiàn)石墨烯拉伸20%后仍能保持導電性。他道:“你知道還有什么可以被拉伸20%嗎?答案是橡膠。相比之下,電子產(chǎn)品普遍采用的硅材料僅能被拉伸1%?!?/p>
他繼續(xù)說道:“這只是石墨烯瘋狂的一面——幾乎沒有其他材料能它這樣?!?/p>
你問最大的優(yōu)勢?石墨烯最大的優(yōu)勢是價格便宜。
當今電子行業(yè)的很多產(chǎn)品都能利用石墨烯而變得更好、更小、更便宜。
加利福尼亞大學伯克利分校的科學家去年制造了一款石墨烯揚聲器,音質(zhì)等同于甚至好于森海塞爾耳機,體型更小。
石墨烯迷人的地方還在于,它可浸入液體不被氧化,這一點與其他導電材料完全不同。
亞拉文博士說道,石墨烯研究正在向讓電子產(chǎn)品與生物系統(tǒng)融合的方向轉(zhuǎn)變。換句話說,石墨烯產(chǎn)品可以植入你的身體中,讀取神經(jīng)系統(tǒng)信息或同細胞對話。
不過,雖然研究人員相信石墨烯將用于下一代電子產(chǎn)品,但整個行業(yè)都在使用傳統(tǒng)硅芯片和晶體管制造電子產(chǎn)品,他們接納石墨烯速度可能很緩慢。
倘若真是這樣,石墨烯會優(yōu)先用于其他行業(yè)。去年,比爾及梅琳達-蓋茨基金會拿出10萬美元獎金,獎勵利用石墨烯創(chuàng)造出更薄、更輕和更穩(wěn)固的安全套科學家。
汽車制造商正在探索研制機身采用石墨烯的電動汽車,石墨烯不僅對機身起到保護作用,還將作為太陽能面板為汽車供電。飛機制造商也希望利用石墨烯制造飛機。
如果這些還不夠,石墨烯或有助量子計算機的制造。麻省理工學院的國際研究團隊正在利用石墨烯研究量子計算機,它將是未來計算行業(yè)的大市場。
總之,忘記塑料吧,石墨烯才是我們的未來。