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探讨石墨烯为何能取代锂电池
2014年09月05日 发布 分类:技术前沿 点击量:3215
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      很多时候,技术的革命来自于材质,比如塑料的发明,从方方面面改变了人们的生活。而在目前,石墨烯作为一种新材质,受到了极大的关注。实际上,石墨烯是碳的一个种类,具有超高强度、轻薄和可延展的特性,将能够改变数码产品的外观、手感甚至使用形态。下面,我们就来详细了解一下石墨烯材质到底有什么过人之处。


   1.比钢铁还硬


   虽然LG G Flex可以自我修复轻微的划伤,但仍未改变手机易损坏的缺点。不过,如果手机等数码产品在未来能够使用石墨烯作为外壳的话,则会变得坚若磐石。据美国化学学会的报告称,石墨烯的硬度是钢材的200倍,显然具有非常强的耐用度。


   2.如橡胶般具有延展性


   哥伦比亚大学的研究人员表示,石墨烯具有一定的延展性,能够伸展20%.也就是说,石墨烯实际上是一种柔性材质,与橡胶类似。三星公司一直在研究石墨烯晶体管,从而生产出柔性屏幕。另外,石墨烯也有一定的耐水性,有望应用在新一代的防水设备上。


   3.轻薄特性


    石墨烯出色的延展性,还能够让其十分轻薄,足够拉伸到薄到透明的程度。这就意味着,如果手机厂商可以使用这种材质,不仅能够让手机更耐用、防水,还可以变得更轻薄。


   4.令人难以置信的电池寿命


    我们曾经在电池技术发展类的文章中提到过石墨烯,它极有可能在未来取代锂电池,成为新一代的电池标准。美国西北大学的研究人员已经成功研发出石墨烯和硅材质的电池,充电15分钟可以实现约一周的续航能力,令人惊叹。显然,如果未来手机可以使用石墨烯电池,那么一周一充电将不再是梦想。


   5.与人类的身体互联


   英国曼彻斯特大学的博士Aravind Vijayaraghavan发现,石墨烯具有与生物互联的特点,这对健康检测类可穿戴设备具有非常积极的影响。使用石墨烯作为传感器,将可以监测和扫描人类的神经系统,可以想象,未来会出现“精神健康”类的监测设备及应用。


    据《纽约时报》报道,石墨烯是一种神奇的材料,它具备颠覆当前所有电子设备的潜质,是“材料的未来和电子行业的救命稻草”。报道称,石墨烯是目前已知的硬度最高、最薄的材料。它由碳原子以特殊结构排列而成,比其他任何材料都具备更好的导热、导电特性。更令人称奇的是,它不仅是世界上最硬的材料,而且柔韧性也最强。厚度只有一层碳原子的石墨烯被称为“奇迹材料”。


   石墨烯可以变革电子行业,催生灵活多变的设备、超动力的量子计算机、电子服装及可与身体细胞交流的计算机。


    虽然石墨烯早在10年前就被发现,然而它在2010年才真正获得关注。两名曼彻斯特大学的物理学家因石墨烯实验而获得诺贝尔奖。最近,研究人员集中精力研究如何商业化生产石墨烯。


    2012年,美国化学学会称石墨烯的强度是钢铁的200倍,它如此轻薄,以至于1盎司的石墨烯可以覆盖28个足球场。极速5分快三科学家曾合成石墨烯气凝胶,密度只有空气的1/6;一立方英寸(约16.39立方厘米)的石墨烯气凝胶放在一片草叶上,草叶不会变形。


   “石墨烯是世界上为数不多同时具备透明、导电和柔性三大属性的材料。”曼彻斯特大学讲师亚拉文博士(Aravind Vijayaraghavan说道,“这三种属性很少能在同一个材料上出现。”


   石墨烯能做什么?


    那么我们可以用石墨烯来做什么?物理学家和研究人员表示,由于石墨烯可以让电子产品的屏幕更清晰且具备柔性特质,这些产品将比以往采用硅材料的设备更薄、更快、更便宜。另外,续航时间长的电池也可具备防水性能。


    2011年,美国西北大学的研究人员以石墨烯和硅为原料制造电池,该大学表示这种电池可以让手机“电池用上一周,每次充电只需15分钟”。


    2012年,美国化学学会表示,石墨烯技术进步将使得“手机薄如纸张,能够折叠装入口袋”。


    亚拉文博士正基于石墨烯研制一系列传感器,包括气体传感器、生物传感器和光传感器,它们的体型比以往更小。


    上周,与韩国成均馆大学合作的三星尖端技术研究所的研究人员称,三星已找到在硅片上制造高质量石墨烯的方法。三星在声明中表示,这些技术进步意味着公司可以开始制造“柔性显示屏、可穿戴产品和其他下一代电子产品”。


    科技博客Extreme tech撰稿人塞巴斯蒂安安东尼(sebastian anthony)表示,三星的突破最终将成为“石墨烯商业化的救命稻草”。


    三星并不是唯一研究石墨烯的科技公司,IBM、诺基亚和SanDisk公司的研究人员都在尝试用石墨烯材料创造新型传感器、晶体管和存储器。

    石墨烯的未来

    当上述设备真正摆到商店货架时,它们的外形和体验可能是我们从未见过的。

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