石墨烯——新世紀(jì)的新材料

汽車(chē)的未來(lái)動(dòng)力是什么？反正不是汽油。目前看來(lái)，最靠譜的應(yīng)該是電力。如今，電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)大量進(jìn)入了人們的生活，它們不排放有害氣體，也沒(méi)有難聞的汽油味兒。目前，制約它們?nèi)粘Ｊ褂米畲蟮膯?wèn)題只有一個(gè)——充電。不過(guò)，有一種神奇的材料正在蓬勃發(fā)展，也許能解決這個(gè)難題，這就是石墨烯。

啥是石墨烯

石墨烯技術(shù)現(xiàn)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(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是碳原子以某種復(fù)雜的形式，組成的六邊形呈蜂巢晶格狀的薄膜。這么說(shuō)吧，石墨烯就是一種只有一個(gè)碳原子厚的二維納米材料。

構(gòu)成石墨烯的碳元素和構(gòu)成金剛石的是同一種物質(zhì)，因此，石墨烯是世界上最薄、但又最堅(jiān)硬的材料。它的結(jié)構(gòu)極穩(wěn)定，導(dǎo)熱性極高，電阻率極低，電子遷移速度極快……沒(méi)錯(cuò)，這些特性太適合做充電電池了！

石墨烯電池

隨著我國(guó)的華為公司宣布手機(jī)用的石墨烯電池研發(fā)成功，石墨烯電池好像越來(lái)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(chǔ)電量和充電速度都比普通鋰電池更出色，也許今后會(huì)有越來(lái)越多的手機(jī)使用它。

在此之前，其實(shí)很多科研機(jī)構(gòu)都對(duì)石墨烯材料應(yīng)用于電池開(kāi)展了大量的研究。理論上，石墨烯電池的儲(chǔ)電量至少是目前最好的鋰電池的三倍以上。

說(shuō)石墨烯代表了電池的未來(lái)，不算過(guò)分吧？

有多神奇

石墨烯可不僅僅能用來(lái)制造電池，它還擁有諸多特性，可以在不同領(lǐng)域大展身手。

石墨烯是迄今為止研發(fā)的最薄材料。一片石墨烯就是一層碳原子，它們緊密結(jié)合在一起，形成蜂巢圖案。300萬(wàn)片石墨烯堆疊在一起的厚度也不過(guò)1毫米！

別看石墨烯輕薄，但它特別強(qiáng)韌，一片石墨烯能夠承受相當(dāng)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(qiáng)度極高外，石墨烯也擁有驚人的柔軟性，可在不出現(xiàn)破損的情況下伸展20%。此外，這種材料的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通常用于制作電線的銅，同時(shí)也是地球上導(dǎo)熱性能最高的材料。

在科幻大片《機(jī)械警察》中，機(jī)械戰(zhàn)警身穿一種超級(jí)裝甲，它的強(qiáng)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(yīng)用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來(lái)生產(chǎn)未來(lái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。用石墨烯取代硅，計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會(huì)提高數(shù)百倍！由于石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，同時(shí)，它又非常致密，即使是最小的氣體分子也無(wú)法穿透。這些特征使得石墨烯非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能電池板。

難怪科學(xué)家將石墨烯稱作是21世紀(jì)最有前途的新材料。隨著石墨烯技術(shù)的快速發(fā)展，一場(chǎng)新的材料革命正在悄悄醞釀！