1. <center id="ihmue"></center>
        <mark id="ihmue"></mark>

        <samp id="ihmue"></samp>

        精品国产午夜理论片不卡_99这里只有精品_黑人大战亚洲人精品一区_精品国产免费一区二区三区香蕉_99久久精品美女高潮喷水

        石墨烯將改變世界還需解決產(chǎn)業(yè)化難題


        來(lái)源:人民日?qǐng)?bào)

        標(biāo)簽石墨烯
        中國(guó)粉體網(wǎng)7月19日訊  2010年,英國(guó)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,兩位最早發(fā)現(xiàn)并揭示石墨烯獨(dú)特性質(zhì)的科學(xué)家獲得當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯從此進(jìn)入大眾視野,成為材料家族中光芒四射的新星。

            石墨烯不是一種天然存在的材料。人們常見(jiàn)的石墨是由可以機(jī)械剝離的石墨片組成。由于石墨片層與層之間作用力較弱,當(dāng)石墨被剝離至單層,僅有一個(gè)碳原子的厚度時(shí),這層石墨片就是石墨烯。它是由碳原子緊密排列而成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維材料,看上去近似一張六邊形網(wǎng)格構(gòu)成的平面。

            在材料大家族中,石墨烯只是個(gè)晚輩。2004年,海姆和諾沃肖洛夫領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,將石墨片黏在兩片特殊的膠帶之間,撕開(kāi)膠帶,石墨片就被減薄,一分為二。如此反復(fù)操作,薄片越來(lái)越薄,最終在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)了石墨烯。人們發(fā)現(xiàn),它的厚度只有0.34納米,一片1毫米厚的石墨片由近300萬(wàn)層石墨烯堆垛而成。

            石墨烯的發(fā)現(xiàn)及其獨(dú)特性質(zhì)刺激了全球研究者的神經(jīng),更有人將其稱之為“改變21世紀(jì)的材料”。

        性能超強(qiáng)

            石墨烯具有非凡的導(dǎo)電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極佳的透光特性。石墨烯具有完美的二維平面結(jié)構(gòu),它蘊(yùn)含的豐富而新奇物理現(xiàn)象的奧秘就來(lái)源于此。

            石墨烯擁有完美的對(duì)稱正六邊形結(jié)構(gòu),非常穩(wěn)定,而且各個(gè)碳原子之間的連接很柔韌,即使受到外力沖擊,也可以通過(guò)彎曲變形來(lái)維持穩(wěn)定。

            這一獨(dú)特結(jié)構(gòu)使石墨烯幾乎集合了世界上眾多材料的最優(yōu)質(zhì)品質(zhì)。據(jù)測(cè)試,它是迄今為止自然界中最強(qiáng)的二維材料,強(qiáng)度通常為普通鋼材料的數(shù)十倍。有人曾測(cè)算,一塊1平方米的石墨烯吊床足以承受一只4公斤重的貓,而該吊床的重量?jī)H為0.77毫克,比貓的腮須還輕,肉眼根本看不到。

            最讓科學(xué)界矚目的,是它超強(qiáng)的導(dǎo)電性能。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員譚平恒介紹,石墨烯具有獨(dú)特的線性電子能帶結(jié)構(gòu),其傳導(dǎo)電子是無(wú)質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子。電子在石墨烯中運(yùn)動(dòng)幾乎沒(méi)有阻力,遷移速度極快,是世上已知的電阻率最小的材料。因?yàn)檫@一特點(diǎn),石墨烯被期待可用來(lái)發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。

            石墨烯還有優(yōu)異的室溫導(dǎo)熱性和透光性。它的導(dǎo)熱性能優(yōu)于碳納米管和金剛石,且?guī)缀跬耆该鳎晃?.3%的光。透明、良好的導(dǎo)電特性,使它極適合制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽(yáng)能電池。

        應(yīng)用廣闊

            在電子、航天軍工、新能源等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用潛力,有望引發(fā)現(xiàn)代電子科技新革命

            石墨烯“出道”雖短,但其高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、極輕薄等優(yōu)勢(shì),使產(chǎn)業(yè)界迅速嗅到了其在電子、航天軍工、生物、新能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域可能的應(yīng)用潛力。

            目前的電子器件工業(yè)中,硅是主流的材料,而石墨烯的特性使其有望在很多方面代替硅。中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士高鴻鈞表示,石墨烯在未來(lái)電子器件上具有誘人的應(yīng)用前景,被看作是石墨烯研究最可能突破、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)域,成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。

            韓國(guó)三星公司是石墨烯研究的最大投資者之一。2010年,韓國(guó)三星公司和成均館大學(xué)的研究人員在一個(gè)63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上,成功制備出電視機(jī)大小的純石墨烯,并用該石墨烯制造了柔性觸摸屏。這是石墨烯在柔性電子應(yīng)用上的首次成功嘗試。

            高鴻鈞說(shuō),三星公司的成果展示了石墨烯在未來(lái)柔性電子上廣泛應(yīng)用的可能性,很大程度上影響了當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的歸屬。

            在能源領(lǐng)域,石墨烯有望在超級(jí)電容器和鋰離子電池發(fā)展上一展抱負(fù)。超級(jí)電容器是一個(gè)高效存儲(chǔ)和傳遞能量的體系,而石墨烯擁有大的比表面積、規(guī)范的多孔結(jié)構(gòu)、高電導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性,使其成為最有潛力的電極材料。據(jù)悉,美國(guó)科學(xué)家在今年上半年研發(fā)出一種以石墨烯技術(shù)為基礎(chǔ)的“超級(jí)電容器”,其充電速率遠(yuǎn)高于普通電池,一部iPhone手機(jī)充滿電僅需5秒鐘。而用石墨烯制備的鋰離子電池,在增加電極儲(chǔ)能的同時(shí),可以減少鋰離子的擴(kuò)散距離,提高鋰電池的充放電效率和穩(wěn)定性。

            石墨烯在食品加工等生物領(lǐng)域也有用武之地?蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞在石墨烯上無(wú)法生長(zhǎng),而人類細(xì)胞卻不會(huì)受損,人們可以利用這一特點(diǎn)做繃帶、食品包裝等。

        產(chǎn)業(yè)瓶頸

            如何大規(guī)模制備高質(zhì)量、大尺寸、低成本的石墨烯是產(chǎn)業(yè)化亟待解決的問(wèn)題

            盡管科學(xué)界的石墨烯研究迅速推進(jìn),也吸引了投資和關(guān)注,但研究者對(duì)其產(chǎn)業(yè)化仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。

            譚平恒說(shuō),有關(guān)石墨烯的眾多應(yīng)用研究目前多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室階段,它的神奇性能能否完全在應(yīng)用上顯現(xiàn),還需科學(xué)家進(jìn)一步分析和測(cè)試。

            產(chǎn)業(yè)界多數(shù)企業(yè)還處于嘗試性探索階段。一個(gè)重要瓶頸是,產(chǎn)業(yè)化所需的高質(zhì)量、大尺寸、低成本的石墨烯制備方式并不成熟。

            諾獎(jiǎng)獲得者海姆和諾沃肖洛夫得到石墨烯的方式,被稱之為微機(jī)械剝離法,這一方式至今仍是實(shí)驗(yàn)室獲取石墨烯進(jìn)行基礎(chǔ)研究的重要手段。譚平恒說(shuō),該方法得到的石墨烯質(zhì)量高,但尺寸較小,且極費(fèi)人工、成本很高。在石墨烯研究初期,微機(jī)械剝離制備的1平方微米石墨烯的價(jià)格甚至達(dá)到一歐元左右。

            其它方法,如化學(xué)氣相沉積法,雖然可以制備出大面積的石墨烯,但質(zhì)量仍有待提高,且工藝較為復(fù)雜;溶劑剝離法可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的大批量制備,但含有較多的缺陷。

            2009年,高鴻鈞團(tuán)隊(duì)在金屬釕單晶表面獲得高質(zhì)量大面積的單晶石墨烯材料,取得了制備法的重大突破。但高鴻鈞認(rèn)為,石墨烯并不能取代硅,在某些方面,或許可以取代硅的部分功能。他說(shuō),硅材料發(fā)展已有數(shù)十年歷史,應(yīng)用成熟,不是一個(gè)新材料在短時(shí)間內(nèi)可以替代或超越的。

            譚平恒說(shuō),上世紀(jì)90年代,碳納米管憑借其優(yōu)異的光電性能,成為碳納米材料家族的明星,正是因?yàn)槠湟?guī)模化工業(yè)應(yīng)用的困難,一直沒(méi)能達(dá)到人們的期望。

            在石墨烯的某些應(yīng)用中,需要將其轉(zhuǎn)移到合適的襯底上,而與襯底的相互作用可能會(huì)造成石墨烯性能的部分改變。

            “石墨烯要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,不僅要解決如何制備出高質(zhì)量和大面積的材料,還需要解決石墨烯在器件集成方面的一些關(guān)鍵問(wèn)題!弊T平恒說(shuō),當(dāng)前兩者均沒(méi)有得到很好的解決。

        新聞鏈接

        國(guó)外產(chǎn)業(yè)化介入較早 我國(guó)應(yīng)用相對(duì)薄弱

            中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士高鴻鈞介紹,對(duì)石墨烯的研究,我國(guó)起步雖相對(duì)較晚,研究跟進(jìn)卻很快。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)在國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表的與石墨烯相關(guān)論文已經(jīng)居世界第一。

            “但我們存在兩個(gè)不足。首先,雖然研究群體大、成果多,但突出性、原創(chuàng)性成果較少,我們采用他人成熟的方法,始終處于落后位置,重大創(chuàng)新十分有限,因此要在材料制備方法上尋求突破;此外,主要集中在基礎(chǔ)研究,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相對(duì)薄弱。”高鴻鈞說(shuō),歐洲、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)企業(yè)介入比較早,成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化也走在世界前列。

            據(jù)介紹,歐盟委員會(huì)今年初宣布,“神奇的材料石墨烯”研究被列入“未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”,未來(lái)10年內(nèi)將分別獲得10億歐元的經(jīng)費(fèi)。

            該旗艦項(xiàng)目的使命,是讓石墨烯從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并創(chuàng)造新就業(yè),吸引了包括海姆和諾沃肖洛夫在內(nèi)的三位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,以石墨烯的制備為核心,重點(diǎn)關(guān)注在信息通訊技術(shù)和交通等領(lǐng)域的應(yīng)用。

            韓國(guó)三星公司的研究人員已經(jīng)制造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏。2012至2018年間,韓國(guó)原知識(shí)經(jīng)濟(jì)部預(yù)計(jì)將向石墨烯領(lǐng)域提供2.5億美元的資助,其中1.24億美元用于石墨烯技術(shù)研發(fā),1.26億美元用于石墨烯商業(yè)化應(yīng)用研究。

            數(shù)據(jù)顯示,2013年全球?qū)κ謾C(jī)觸摸屏的需求量大概在9.65億片,產(chǎn)值超過(guò)130億美元。到2015年,平板電腦對(duì)大尺寸觸摸屏的需求也將達(dá)到2.3億片。這都為石墨烯的應(yīng)用提供了誘人前景。

            2011年,美國(guó)IBM已經(jīng)研制出了世界首款由石墨烯圓片制成的集成電路,把石墨烯計(jì)算機(jī)芯片推進(jìn)了一大步。

            高鴻均表示,我國(guó)在重視石墨烯基礎(chǔ)研究的同時(shí),還需要加強(qiáng)石墨烯的應(yīng)用基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)化研究。簡(jiǎn)單重復(fù)國(guó)外的應(yīng)用研究,未來(lái)可能在專利方面受制于人。他建議,石墨烯的應(yīng)用和基礎(chǔ)研究應(yīng)該齊頭并進(jìn),不可偏廢。在進(jìn)一步加深對(duì)其物理特性深入研究以獲得突出原創(chuàng)性成果的同時(shí),也要加強(qiáng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化探索方面的研究。
        推薦8
        相關(guān)新聞:
        網(wǎng)友評(píng)論:
        0條評(píng)論/0人參與 網(wǎng)友評(píng)論

        版權(quán)與免責(zé)聲明:

        ① 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)"的所有作品,版權(quán)均屬于中國(guó)粉體網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。已獲本網(wǎng)授權(quán)的作品,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明"來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)"。違者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。

        ② 本網(wǎng)凡注明"來(lái)源:xxx(非本網(wǎng))"的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),且不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用,必須保留本網(wǎng)注明的"稿件來(lái)源",并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。

        ③ 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起兩周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

        粉體大數(shù)據(jù)研究
        • 即時(shí)排行
        • 周排行
        • 月度排行
        圖片新聞
        色欲人妻综合网_99这里只有精品_黑人大战亚洲人精品一区_精品国产免费一区二区三区香蕉
          1. <center id="ihmue"></center>
            <mark id="ihmue"></mark>

            <samp id="ihmue"></samp>