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石墨烯的强大功能和新领域

2020-06-02 11:42:07  626次浏览 次浏览
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石墨烯具有强度高、重量轻、导电和抗腐蚀性的特点。

石墨烯的片层非常薄,只有一个原子的厚度。

石墨烯是一种新材料。它由仅仅一个原子厚度的呈六边形排列的碳原子组成,它也是目前发现的薄的电子材料。石墨烯的质量非常小,一个立方米的重量仅仅有0.77克。

尽管石墨烯轻如鸿毛,其强度却是同等厚度钢的100倍。它的导热性和导电性均比铜好,并且具有优良的光学和机械性能。如果能够规模化生产,石墨烯将给电子和防弹衣领域带来革命性的进步。近,欧盟向芬兰诺基亚公司拨款13亿美元,用于石墨烯的商业化。石墨烯将给以下十个领域带来巨变——有些比你想象的还要快。

1.防锈

石墨烯不溶于水,可以与聚合物混合作为防锈涂层

石墨烯不溶于水并且具有高导电性,与钢组合可以防止接触水并减缓氧化铁的电化学反应。纽约州立大学布法罗分校的化学家设计了含有这种奇特碳形态的聚合物涂层,他们在钢上喷涂涂层,,然后将涂层浸泡入盐水中,看看它能否保持不生锈。一个月后,化学家们惊奇地发现,钢表面没有一丝锈迹出现。通过使用这种涂料,可以使汽车一辈子不生锈。

2.扬声器

石墨烯通过传输电流产生的热能而发声。

德克萨斯大学的研究人员将一层小于一纳米厚的石墨烯放在玻璃和两种不同类型的塑料上。接下来,通过施加交流电,这些材料就可以产生声音。石墨烯扬声器很薄,他们通过电流产生的热能而发声,而不是通过隔膜振动,因此可以做成任何形状。

3. 超级电容

配备石墨烯超级电容的电脑芯片有望淘汰电池。

电容依靠双电层储存电能,并且迅速放电;它在电子产品中非常常见,并用于为相机闪光灯提供能量。电容可以存储大量的电能,使用多层碳原子的超级电容则可以存储更多的电能,但是单位质量的电容无法储存过多的能量,这也是电子产品需要配备电池的原因。

石墨烯有望改变这一现状。它可以通过激光蚀刻创造更大的表面积,使石墨烯电容可以储存更多的能量,并支持更多的充放电次数。将来,石墨烯超级电容可以为电子产品甚至电动汽车提供电力。

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