
汽車的未來動力是什么?反正不是汽油。目前看來,最靠譜的應該是電力。如今,電動汽車已經大量進入了人們的生活,它們不排放有害氣體,也沒有難聞的汽油味兒。目前,制約它們日常使用最大的問題只有一個——充電。不過,有一種神奇的材料正在蓬勃發展,也許能解決這個難題,這就是石墨烯。
啥是石墨烯
石墨烯技術現在被炒得火熱,似乎一夜之間所有的科技公司都在討論它。石墨烯究竟是什么?
石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,是碳原子以某種復雜的形式,組成的六邊形呈蜂巢晶格狀的薄膜。這么說吧,石墨烯就是一種只有一個碳原子厚的二維納米材料。
構成石墨烯的碳元素和構成金剛石的是同一種物質,因此,石墨烯是世界上最薄、但又最堅硬的材料。它的結構極穩定,導熱性極高,電阻率極低,電子遷移速度極快……沒錯,這些特性太適合做充電電池了!
石墨烯電池
隨著我國的華為公司宣布手機用的石墨烯電池研發成功,石墨烯電池好像越來越接近我們的日常生活了。這種基于石墨烯材料的新型電池,儲電量和充電速度都比普通鋰電池更出色,也許今后會有越來越多的手機使用它。
在此之前,其實很多科研機構都對石墨烯材料應用于電池開展了大量的研究。理論上,石墨烯電池的儲電量至少是目前最好的鋰電池的三倍以上。
說石墨烯代表了電池的未來,不算過分吧?
有多神奇
石墨烯可不僅僅能用來制造電池,它還擁有諸多特性,可以在不同領域大展身手。
石墨烯是迄今為止研發的最薄材料。一片石墨烯就是一層碳原子,它們緊密結合在一起,形成蜂巢圖案。300萬片石墨烯堆疊在一起的厚度也不過1毫米!
別看石墨烯輕薄,但它特別強韌,一片石墨烯能夠承受相當于一頭大象的重量。而且,這頭大象需要站在鉛筆的末端,才能憑借體重刺破石墨烯片。除了強度極高外,石墨烯也擁有驚人的柔軟性,可在不出現破損的情況下伸展20%。此外,這種材料的導電性也遠遠高于通常用于制作電線的銅,同時也是地球上導熱性能最高的材料。
在科幻大片《機械警察》中,機械戰警身穿一種超級裝甲,它的強度是鋼鐵的200倍,但重量只有鋼制裝甲的六分之一。這種神奇的裝甲,就是用石墨烯材料制作的。
前景廣闊
石墨烯很厲害吧?它還能做更多事情——石墨烯更有潛力的應用是成為硅的替代品,制造超微型晶體管,用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅,計算機處理器的運行速度將會提高數百倍!由于石墨烯幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,同時,它又非常致密,即使是最小的氣體分子也無法穿透。這些特征使得石墨烯非常適合作為透明電子產品的原料,如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。
難怪科學家將石墨烯稱作是21世紀最有前途的新材料。隨著石墨烯技術的快速發展,一場新的材料革命正在悄悄醞釀!