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    石墨烯應(yīng)用將帶來產(chǎn)業(yè)巨變 中國占據(jù)資源優(yōu)勢且專利領(lǐng)先

    來源:參考消息網(wǎng) 編輯:jianping 石墨烯
    參考消息網(wǎng)3月24日報(bào)道 西班牙中國政策觀察網(wǎng)站3月14日發(fā)文稱,石墨烯是一種源自礦物石墨的材料,于2004年被發(fā)現(xiàn)。它的厚度只相當(dāng)于一個(gè)原子,具有數(shù)不清的特性,例如:超柔韌性、超導(dǎo)熱性、透明性、高強(qiáng)度、超導(dǎo)電性和低環(huán)境污染性,它還有可能成為替代石油的新能源。這些特性賦予了這種新材料獨(dú)特的地位。一個(gè)重要的事實(shí)是,
    參考消息網(wǎng)3月24日報(bào)道 西班牙中國政策觀察網(wǎng)站3月14日發(fā)文稱,石墨烯是一種源自礦物石墨的材料,于2004年被發(fā)現(xiàn)。它的厚度只相當(dāng)于一個(gè)原子,具有數(shù)不清的特性,例如:超柔韌性、超導(dǎo)熱性、透明性、高強(qiáng)度、超導(dǎo)電性和低環(huán)境污染性,它還有可能成為替代石油的新能源。這些特性賦予了這種新材料獨(dú)特的地位。一個(gè)重要的事實(shí)是,中國擁有世界上最多的石墨烯資源。不僅如此,它還處于生產(chǎn)和研究這種材料的最前沿。作為天然石墨的主要生產(chǎn)國之一,加拿大也擁有可觀的發(fā)展前景,而美國則沒有這種可能性。

    在世界舞臺上,中國擁有全世界60%的石墨烯資源,該國開發(fā)了當(dāng)今大多數(shù)石墨烯創(chuàng)新用途并申請了專利。

    報(bào)道稱,人們預(yù)計(jì),石墨烯進(jìn)入工業(yè)化流程將產(chǎn)生破壞性影響,因?yàn)樗鼘?dǎo)致迄今為止人們所使用的金屬被替代。出于上述原因,它已經(jīng)成為一種重要的金融商品,即使其應(yīng)用尚未普及。

    2004年,英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫用普通膠帶從石墨上剝離出石墨片,并重復(fù)操作,石墨片越來越薄,最終得到單層石墨片,他們稱其為石墨烯。事實(shí)證明,這是一張只有一個(gè)原子那么厚的薄片,但它具有大量的特性和優(yōu)點(diǎn),這立即引起了科學(xué)界的興趣。這一發(fā)現(xiàn)和對石墨烯的詳盡描述,使海姆和諾沃肖洛夫贏得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾沃肖洛夫總結(jié)說:“許多材料都具有石墨烯的某些特性。但只有這一種材料將這些特性集合到一起,這帶來了巨大的可能性。”

    至于這種材料本身,它的規(guī)格是納米級的,其特性包括:超薄、超柔、強(qiáng)度高(是工業(yè)用鋼的200倍,強(qiáng)度類似于金剛石)、超輕(同等體積下質(zhì)量是鋁的五分之一)、導(dǎo)熱性超高、透明、導(dǎo)電性超強(qiáng)、防水、成本低,以及對環(huán)境的影響較小。

    基于上述情況,石墨烯的應(yīng)用將給以下產(chǎn)業(yè)帶來巨大變革:

    1.航空:石墨烯將使飛機(jī)的機(jī)身獲得更大的強(qiáng)度、更輕的重量和更大的柔韌性。

    2.農(nóng)業(yè):美國艾奧瓦大學(xué)開發(fā)了一種基于石墨烯片的傳感器系統(tǒng),可以報(bào)告農(nóng)作物中的含水量。這些傳感器被綁在植物葉片上,可以檢測其中的含水量。該系統(tǒng)具有高效、低成本的優(yōu)勢。

    3.食品:利用石墨烯可以開發(fā)沒有細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)的食用成分。

    4.汽車:一方面,可使車身更輕便、更靈活;另一方面,將使電動(dòng)汽車普及速度加快,因?yàn)槭╇姵氐闹亓糠浅]p,并且可以在短時(shí)間內(nèi)充滿電,續(xù)航里程可達(dá)600公里。

    5.生物醫(yī)學(xué):將脫氧核糖核酸(DNA)與石墨烯結(jié)合可以制成組織和芯片,以便逐步將藥物輸送到人體內(nèi)。在美國麻省理工學(xué)院,科學(xué)家正利用石墨烯的靈敏度打造DNA的化學(xué)和生物傳感器,這將使基因檢測變得更簡單、更精確。

    6.通信:石墨烯材料本身能充當(dāng)“轉(zhuǎn)發(fā)器”,因此可以改善通過其進(jìn)行的Wi-Fi通信的效果。

    7.電力:由于石墨烯在導(dǎo)電方面性能優(yōu)越,它將代替銅。在此基礎(chǔ)上,最近的發(fā)現(xiàn)還顯示,電流能夠以非常規(guī)機(jī)制通過石墨烯。

    8.電子:石墨烯具備的透明性使其可用于制造顯示器,還可用于制造能快速充電的電池(充電速度比目前的電池快10倍)。

    9.光伏:石墨烯具有很好的導(dǎo)熱性,用于制造太陽能電池板可大大提高效率。

    10.能源:美國斯坦福大學(xué)已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種基于石墨烯的熱電子能量收集器,該收集器能夠利用環(huán)境自身的離子產(chǎn)生能量。

    11.信息技術(shù):到目前為止,該領(lǐng)域使用的是二進(jìn)制語言。但是,科學(xué)家長期以來一直在研究量子計(jì)算。石墨烯對即將到來的這場新的信息技術(shù)革命非常有用。

    12.安全:可用于制造高強(qiáng)度、超輕便的防彈背心。

    13.鋼鐵:美國麻省理工學(xué)院開發(fā)了一種石墨烯固體凝膠,其密度為鋼的5%,但強(qiáng)度比鋼高10倍。這將改變火車、汽車、飛機(jī)、輪船的結(jié)構(gòu),從而影響鋼鐵行業(yè)。

    14.可持續(xù)性:用石墨烯可以打造一種篩子,這種篩子能使水與鹽分離。在曼徹斯特大學(xué),科學(xué)家指出,這種分離方式將為建立脫鹽工廠帶來可能性,而且這種工廠可以使用太陽能來滿足重要的社會(huì)需求。

    15.手機(jī):手機(jī)將具有較高的靈敏度和充電速度。首款用石墨烯制成的手機(jī)已于2015年推出并獲得專利。這款手機(jī)配備非常靈敏的觸摸屏,能耗也低。

    基于以上陳述,我們可以看到這種新材料在科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中用途廣泛。

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