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石墨烯改變世界的10種方式!

日期: 2018-07-18
瀏覽次數: 2261


石墨烯是當今世界最受矚目的材料之一,雖然它只有一個碳原子那么厚,但它的強度卻是鋼的100倍,而且靈活度非常高。自從2004年科學家成功從石墨中分離出石墨烯,涉及石墨烯的專利清單每年都在呈指數增長。石墨烯所帶來的技術革命,正在一點點地改變著這個世界!下面是10個關于石墨烯的應用研究,它們都將在不遠的未來走入我們的生活~



來自空氣中的燃料



英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出石墨烯,并獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。蓋姆同時也發現了石墨烯可以用來制作移動發電機,其動力來源可以是從空氣中提取的氫。盡管石墨烯非常致密,即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透,但它仍然可以用于篩出氫原子中的電子。這意味著石墨烯薄膜可以大大提高質子導電膜的效率,質子導電膜是燃料電池技術的重要組成部分。蓋姆想象,未來的車輛可能是由空氣中微量的氫來提供動力的。



可飲用的海水

石墨烯改變世界的10種方式!


石墨烯有助于解決世界水危機,由石墨烯制成的膜可以讓水通過,但把鹽過濾掉。換句話說,石墨烯可以徹底改變海水淡化技術。麻省理工學院的研究人員發現,這種材料的透水性比傳統的反滲透膜高出幾個數量級,而且納米多孔石墨烯在水凈化中可能發揮著重要作用。在2018年的一項研究中,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的研究人員使用了一種被稱為“graphair”的石墨烯,僅過濾了一次,就將海水凈化為了飲用水。過濾中只用到了加熱裝置、石墨烯、薄膜過濾器和一個小水泵,該項技術有望在未來得到推廣。



“捕食者”視角

石墨烯改變世界的10種方式!


科幻電影《捕食者》中的外星刺客擁有一個超能力:他看到的世界是熱紅外影像的。現在,你也可以擁有如“捕食者”一般的視角。來自密歇根大學的研究人員開發了一種石墨烯隱形眼鏡,使佩戴者能夠感知整個紅外光譜,以及可見光和紫外線。研究人員稱:“如果我們將石墨烯隱形眼鏡與其他的可穿戴式電子產品結合起來使用,將大大擴大我們的視野,為我們提供一種與環境交互的全新方式。”



基于石墨烯的電子產品



石墨烯目前最有潛力的應用是成為硅的替代品,制造超微型晶體管,用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅,計算機處理器的運行速度將會快數百倍。石墨烯還可以用來制造超薄的柔性觸摸屏,以后,你再也不用擔心把智能手機摔碎了。2018年,美國麻省理工學院和哈佛大學的物理學家們發現,石墨烯展現出更奇妙的電子特性,石墨烯可以被調節為兩個極端:絕緣體或超導體。表現出兩種極端不同的電氣特性:作為絕緣體,電子在其中完全無法流動;作為超導體,電子在其中可在零電阻的情況下流動。



一個沒有銹的世界

石墨烯改變世界的10種方式!




因為石墨烯實際上是不可滲透的,所以有一天也許可以用石墨烯涂層來消除腐蝕和生銹。研究人員甚至表示,玻璃器皿或覆蓋石墨烯涂層的銅板可以作為盛放具有腐蝕性、強酸性物質的容器。團隊的研究人員Rahul Nair稱:“石墨烯可以帶來真正的行業變革,它可以用于保護產品免受空氣、氣象要素或腐蝕性化學品的損害,應用在醫療、電子、核工業甚至造船業等行業上。”



發光壁紙



根據新型石墨烯電極技術,未來發光壁紙有可能會取代LED燈。發光壁紙可以更好地調節燈光,也更節能。瑞典Link?ping大學的研究人員Nathaniel Robinson稱 :“用石墨代替傳統的金屬電極,未來的組件將更容易回收,從而有利于環境保護。”



更快更強的游泳選手

石墨烯改變世界的10種方式!



意大利DirectaPlus公司聯合意大利科爾馬公司在德國慕尼黑體育用品博覽會(ISPO Munich)上發布了公司第一款采用石墨烯和納米技術制作的運動服裝。含有石墨烯的運動服裝與傳統運動服相比,關鍵性能在于它可以成為人體和外部環境的過濾器,確保穿著者能保持理想的溫度。此外,該運動服還能有效降低空氣和水的阻力,提高運動靈活性,從而大大提高運動員的速度。




整合生物系統




在未來的醫學領域,也許可以在人體中植入石墨烯,它可以讀取你的神經系統或與細胞對話,幫助醫生更好地監控你的身體,也可能有助于診斷和調整你的生物系統以達到最佳的健康狀態。這項技術還可以幫助健身愛好者跟蹤和監測他們的健身計劃。



可佩帶式票券

石墨烯改變世界的10種方式!



當你推著購物車經過結算柜臺時,不需要像現在這樣排隊逐個掃描商品,物聯網無線系統會自動統計你購物車中的物品并計價,并從你的購物卡扣除費用,所有的一切將瞬間完成,你只要拿到一個收據即可。未來讓你享受如此輕松購物的,正是石墨烯技術在射頻識別上的應用。


防彈背心


石墨烯薄而堅固,其可吸收的沖擊力是用于制作防彈背心常用材料的2倍。另外,石墨烯是超輕的,因此對磨損的限制較小。不僅是防彈背心,石墨烯也可以用于制作其他防彈表面,例如防彈窗等。




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