石墨烯的应用领域(盘点石墨烯的用途)
石墨烯是当今世界上最具吸引力的材料之一。虽然只有一个碳原子厚,但强度是钢的100倍,柔韧性很高。自从科学家在2004年成功从石墨中分离出石墨烯以来,涉及石墨烯的专利数量每年都呈指数级增长。石墨烯带来的技术革命正在一点点改变世界!
来自空天然气的燃料
曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地从石墨中分离出石墨烯,并于2010年获得诺贝尔物理学奖。Gaim还发现石墨烯可用于制造移动发电机,其动力源可以是从空气体中提取的氢气。虽然石墨烯非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透它,但它仍然可以用来屏蔽氢原子中的电子。这意味着石墨烯薄膜可以大大提高质子导电膜的效率,这是燃料电池技术的重要组成部分。Gaim设想未来的车辆可能由/
饮用海水
石墨烯有助于解决世界水危机。石墨烯制成的薄膜可以让水通过,但会过滤掉盐。换句话说,石墨烯可以彻底改变海水淡化技术。麻省理工学院的研究人员发现,这种材料的透水性比传统反渗透膜高几个数量级,纳米多孔石墨烯可能在净水中发挥重要作用。在2018年的一项研究中,澳大利亚联邦科学和工业研究组织的研究人员使用了一种被称为“graphair”的石墨烯,这种石墨烯只经过一次过滤就可以将海水净化成饮用水。过滤只使用加热装置、石墨烯、膜过滤和一个小水泵,这项技术有望在未来推广。
捕食者视角
科幻电影《掠夺者》中的外星刺客有一种超能力:他看到的世界是一个热红外图像。现在,你也可以有一个“捕食者”的视角。密歇根大学的研究人员开发了一种石墨烯隐形眼镜,它使佩戴者能够感知整个红外光谱,以及可见光和紫外光。研究人员表示:“如果我们将石墨烯隐形眼镜与其他可穿戴电子产品相结合,将大大拓展我们的视野,为我们提供一种与环境互动的新方式。”
石墨烯基电子产品
目前,石墨烯最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微晶体管,生产未来的超级计算机。用石墨烯代替硅将使计算机处理器运行速度提高数百倍。石墨烯还可以用来制作超薄的柔性触摸屏,以后再也不用担心弄坏智能手机了。2018年,麻省理工学院和哈佛大学的物理学家发现,石墨烯表现出了更奇妙的电子特性,石墨烯可以调整到两个极端:绝缘体或超导体。它表现出两种截然不同的电学特性:作为绝缘体,电子根本无法在其中流动;作为超导体,电子可以零电阻地在其中流动。
一个没有铁锈的世界
因为石墨烯实际上是不可渗透的,有朝一日有可能用石墨烯涂层来消除腐蚀和生锈。研究人员甚至表示,涂有石墨烯的玻璃器皿或铜板可以用作盛放腐蚀性和强酸性物质的容器。该团队的研究员Rahul Nair说:“石墨烯可以带来真正的行业变化。它可用于保护产品免受空气体、气象元素或腐蚀性化学品的影响,并可应用于医疗、电子、核工业甚至造船等行业。”
夜光壁纸
根据石墨烯电极新技术,发光壁纸未来可能取代LED灯。夜光壁纸可以更好的调节光线,节约能源。瑞典林克平大学的研究员NathanielRobinson说:“用石墨代替传统的金属电极,将使未来更容易回收部件,这将有利于环境保护。”
更快更强壮的游泳者
意大利DirectaPlus公司和意大利Korma公司在德国ISPO慕尼黑发布了该公司首款由石墨烯和纳米技术制成的运动服。与传统运动服相比,含石墨烯运动服的关键性能在于它可以作为人体和外界环境的过滤器,保证穿着者能够保持理想的温度。此外,这种运动服可以有效降低空空气和水的阻力,提高运动的灵活性,从而大大提高运动员的速度。
集成生物系统
在未来的医疗领域,石墨烯可能会被植入人体,它可以读取你的神经系统或与细胞对话,帮助医生更好地监测你的身体,也可能有助于诊断和调整你的生物系统,以达到最佳健康状态。这项技术还可以帮助健身爱好者跟踪和监控他们的健身计划。
可穿戴票
当你把购物车推过收银台时,你不需要像现在这样排队一个一个地扫描商品。物联网的无线系统会自动统计你购物车里的物品并定价,从你的购物卡中扣除费用。一切都将立即完成,只需拿到收据。正是石墨烯技术在射频识别中的应用,让你在未来享受如此轻松的购物。
装甲背心
石墨烯薄而结实,其可吸收的冲击力是制作防弹背心常用材料的两倍。此外,石墨烯超轻,因此对磨损的限制较少。石墨烯不仅是防弹背心,还可以用来制作其他防弹面,比如防弹窗。