參考消息網3月24日報道 西班牙中國政策觀察網站3月14日發文稱,石墨烯是一種源自礦物石墨的材料,于2004年被發現。它的厚度只相當于一個原子,具有數不清的特性,例如:超柔韌性、超導熱性、透明性、高強度、超導電性和低環境污染性,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特的地位。一個重要的事實是,
參考消息網3月24日報道 西班牙中國政策觀察網站3月14日發文稱,石墨烯是一種源自礦物石墨的材料,于2004年被發現。它的厚度只相當于一個原子,具有數不清的特性,例如:超柔韌性、超導熱性、透明性、高強度、超導電性和低環境污染性,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特的地位。一個重要的事實是,中國擁有世界上最多的石墨烯資源。不僅如此,它還處于生產和研究這種材料的最前沿。作為天然石墨的主要生產國之一,加拿大也擁有可觀的發展前景,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,該國開發了當今大多數石墨烯創新用途并申請了專利。
報道稱,人們預計,石墨烯進入工業化流程將產生破壞性影響,因為它將導致迄今為止人們所使用的金屬被替代。出于上述原因,它已經成為一種重要的金融商品,即使其應用尚未普及。
2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·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。事實證明,這是一張只有一個原子那么厚的薄片,但它具有大量的特性和優點,這立即引起了科學界的興趣。這一發現和對石墨烯的詳盡描述,使海姆和諾沃肖洛夫贏得了2010年諾貝爾物理學獎。諾沃肖洛夫總結說:“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,它的規格是納米級的,其特性包括:超薄、超柔、強度高(是工業用鋼的200倍,強度類似于金剛石)、超輕(同等體積下質量是鋁的五分之一)、導熱性超高、透明、導電性超強、防水、成本低,以及對環境的影響較小。
基于上述情況,石墨烯的應用將給以下產業帶來巨大變革:
1.航空:石墨烯將使飛機的機身獲得更大的強度、更輕的重量和更大的柔韌性。
2.農業:美國艾奧瓦大學開發了一種基于石墨烯片的傳感器系統,可以報告農作物中的含水量。這些傳感器被綁在植物葉片上,可以檢測其中的含水量。該系統具有高效、低成本的優勢。
3.食品:利用石墨烯可以開發沒有細菌感染風險的食用成分。
4.汽車:一方面,可使車身更輕便、更靈活;另一方面,將使電動汽車普及速度加快,因為石墨烯電池的重量非常輕,并且可以在短時間內充滿電,續航里程可達600公里。
5.生物醫學:將脫氧核糖核酸(DNA)與石墨烯結合可以制成組織和芯片,以便逐步將藥物輸送到人體內。在美國麻省理工學院,科學家正利用石墨烯的靈敏度打造DNA的化學和生物傳感器,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“轉發器”,因此可以改善通過其進行的Wi-Fi通信的效果。
7.電力:由于石墨烯在導電方面性能優越,它將代替銅。在此基礎上,最近的發現還顯示,電流能夠以非常規機制通過石墨烯。
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:美國斯坦福大學已經設計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境自身的離子產生能量。
11.信息技術:到目前為止,該領域使用的是二進制語言。但是,科學家長期以來一直在研究量子計算。石墨烯對即將到來的這場新的信息技術革命非常有用。
12.安全:可用于制造高強度、超輕便的防彈背心。
13.鋼鐵:美國麻省理工學院開發了一種石墨烯固體凝膠,其密度為鋼的5%,但強度比鋼高10倍。這將改變火車、汽車、飛機、輪船的結構,從而影響鋼鐵行業。
14.可持續性: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,科學家指出,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需求。
15.手機:手機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已于2015年推出并獲得專利。這款手機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發展進程中用途廣泛。
作者: 來源:參考消息網
責任編輯:jianping