当生活遇上石墨烯，13种化学反应让你脑洞大开！

船舶新闻 · 发表于 2017-1-15 13:26

如今，我们正面这一场革命，这场革命即将完全改变我们生活中使用的产品，例如汽车、衣服、灯泡甚至水。而引领这场革命的主角就是—石墨烯。石墨烯是一薄层碳原子—和钻石以及煤的元素是一样的，这也是首次获得的二维材料，其厚度只有一个原子层，相当于人类头发的百万分之一。除此之外，石墨烯还有一系列非常卓越的性能，例如其强度是钢的1000倍，重量只有纸的千分之一；它的导电性也比硅要好。自从2004年石墨烯发现以来，很多研究人员开始研究它的性质。
13、更快更便宜的电脑

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当石墨烯的导电性能首次被发现的时候，人们便对其寄予厚望，希望其能取代当今电脑中常用的硅—这将会迎来一个全新的世界，电子产品将会更便宜、更快捷、效率更高。但是10年过去了，我们仍然在使用硅基元件，这是因为科学家还没有找到控制石墨烯上电流的好办法。在前年的一月份，IBM的研究人员宣布了一项重大突破：他们设计并建造了基于石墨烯的集成电路，与硅技术的性能不相伯仲。就在此宣布后不久，IBM宣布投入30亿美元用于研究获得石墨烯基更快、更便宜的电脑的方法。

12、更长寿命的灯泡

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在2015年的三月份，曼彻斯特大学和石墨烯照明公司的科学家宣布，他们设计了一款石墨烯灯泡。科学家在普通发光二极管表面涂了一层石墨烯。由于石墨烯的导电性能非常好，研究发现这种灯泡的效率比市场上的LEDs提高了10%。这种石墨烯灯泡在未来几个月就可以获得。

11、更好的漏油拖把

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2015年4月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员宣布他们开发了一种3D打印石墨烯的革命性方法。上图即是通过3D打印获得的石墨烯气凝胶。气凝胶主要由空气构成，使得其吸附性很好，因此可将其用于清除油污。2013年中国材料科学家宣布他们生产的石墨烯气凝胶可以吸收超过其质量900倍的油。不仅如此，这种气凝胶还可以被反复使用。

10、更有乐趣的超薄避孕套

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2013年，曼彻斯特大学的研究人员获得超过10万美元的基金，用于开发更轻、更强、更舒适的石墨烯避孕套。除了超薄超强以外，石墨烯还能导热，这意味着石墨烯避孕套不仅能使体验更加真实，还能迅速适应人的体温，因而可以让整个过程更加愉悦。

09、超快高效电池

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石墨烯最突出的性能就是超强的导电能力，这使得其可以应用于一种新型可循环利用电池—超级电容器。超级电容器可以储存更多的能量，并且充电速度更快，几秒钟就能充满电。手机仅仅是一个开始而已。在2014年8月，据称特斯拉汽车公司开始开发石墨烯基电池，这种电池可以在单次充电条件下运行500英里。

07、耐用仿生学

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人们永远想象不到失去一只手臂或者一条腿会有多崩溃。假肢可以帮助，但他们并非完美的替代品。电子假肢，即仿生学，正在革新医疗领域，可以提供更好的移动性能，其中石墨烯扮演着至关重要的角色。理论上来讲，医生可以使用石墨烯来实现分子间的导电，从而可以让人通过意念控制假肢。此外，石墨烯并不会和身体中的血液相接触，因此可以延长其使用时间。

06、全球水资源短缺的终结者

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全世界大约8亿人不能喝到干净的饮用水，石墨烯可以改变这一切。在3月份，Oak Ridge国家实验室的一个团队宣布，他们开发了一种孔状石墨烯膜，可以有效去除盐水中的盐分。传统来讲，水并不能通过石墨烯，因为其构成太过紧密。该团队在石墨烯上制备足够大的洞可确保水能顺利流下，但是其尺寸比盐分子小，从而不让盐分子通过。在测试过程中，这种石墨烯膜几乎过滤掉了100%的盐分子。

05、更强更轻的防弹背心

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迄今为止，我们知道石墨烯强度很高，但到底有多高？前年，一个团队用枪射击石墨烯，其***更小、速度比AK-47射出的***快3倍。石墨烯没有令人失望。在测试中，其性能是芳纶的两倍。如何将石墨烯制作成警察和士兵可以使用的防弹背心还不得而知，但是该团队的结果表明，这种材料具有很好的应用前景。

04、坚不可摧的手机屏幕

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你或者你认识的人肯定遭遇过拿着丑陋不堪的破碎屏幕的手机的时刻。那些蜘蛛网一样的裂痕正是石墨烯可以解决的事情。石墨烯质轻、透光率好、导电能力强，强度高且柔软。事实上，石墨烯是世界上柔软性最好的材料之一。每盎司石墨烯可覆盖28个足球场。

03、超级燃料电池

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石墨烯的魅力在于，研究它的科学家越多，发现的有趣的特性就越多。例如，在2014年12月，由曼彻斯特大学AndreGeim带领的团队发现石墨烯允许质子通过——这将会为燃料电池带来新的革命。Hyundai、Honda和Toyota公司正在大力开发燃料电池引擎，因为这种电池以氢气为燃料，产物为水，更加环境友好。但是燃料电池的问题在于效率不高：质子膜是该技术最重要的部分。石墨烯将会是这个问题的解决方案之一，因为其对于质子的导通率要好于现在的膜，且可以减少漏洞。

02、可穿戴电子设备

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尽管手机的尺寸小，但是有时候带在身上也是个麻烦。但是如果你的袖子就是你的手机呢？这就是可穿戴设备的思想：任何材料都能变成装置。想象一下你的书包或者T恤也是ipad。2015年5月，一个国际团队的科学家宣布，他们开发了一种新型技术将石墨电极插入聚丙烯纤维中，这标志着人类首次实现了将电极置入纱线中。

01、快速便捷为飞机除冰

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冰会引起飞机撞击事故，最常见的除冰方式是在飞机起飞前喷上一种化学混合物。这种化学药物会有效防止飞机尾翼和机翼结冰。当许多公司致力于开发更加安全的化学混合物时，Saab AB 公司则认为石墨烯会是一种更好的解决方案。在2013年2月，他们签署了一项专利，用于开发石墨烯层混合物，可有效防止结冰情况的发生。不仅如此，这种混合物质轻、环境友好，且寿命较长。

来源：新材料在线

lhsongxy · 发表于 2017-1-22 08:28

石墨烯的制备一定很困难吧

flaxis · 发表于 2017-1-23 08:50

好东西，颠覆性的材料

[基础知识] 当生活遇上石墨烯，13种化学反应让你脑洞大开！