告別了神秘的插班生鎵,咱們再來認識一下智能時代里的超級新星——石墨烯。
寒門貴子
石墨烯——綽號單層墨,是二維的碳納米材料。為什么說它出自寒門寒門呢?因為石墨烯既不是閃亮亮掛在脖子上的金屬,也不是掘地三尺也難得一見的稀有礦石,而是來自石墨。我們熟悉的鉛筆芯,就是石墨——層層疊起來的石墨烯。
2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫首次從石墨中分離出了石墨烯。他們從石墨中剝離出石墨薄片,然后把薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。通過反復重復這一過程,當石墨薄片越來越薄,只剩下一層碳原子時,這就是石墨烯了。
光環加身
出自寒門的石墨烯剛一問世,就被發現帶有無數明星光環的加持。這些光環讓它瞬間成為未來幾十年中最耀眼的材料之一。
光環一:薄如蟬翼。石墨烯是目前世界上最薄的材料,只有0.34納米厚,十萬層石墨烯疊加起來的厚度才有一根頭發絲粗細。
光環二:無堅不摧。石墨烯比鉆石還要堅硬,強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。如果用石墨烯制成包裝袋,兩噸重的物品也休想撐破它!
光環三:晶瑩剔透。石墨烯幾乎完全透光,用石墨烯涂層的電池板制成的太陽能儲能電池,完全是個儲能利器,可以為未來的電動汽車、無人機、航天等設備提供源源不斷的動力能源。
光環四:神行太保。石墨烯有著超乎想象的導電能力。光速夠快了吧?而石墨烯中的電子速率為光速的三百分之一。智能手機、超高速寬帶、計算機芯片都會利用石墨烯的導電速度而徹底進化。
光環五:神奇的柔術。石墨烯還有著超凡的柔韌度。雙層石墨烯的1平方毫米薄片上可以承載上百萬不同的電子設備,并且可隨意改裝。從理論上來說,未來的手機可能超薄、超輕,甚至可以卷起來綁在手腕上。
“革命”風暴
這些耀眼的光環讓“超級材料”石墨烯成了新世紀的寵兒,瞬間在微電子世界刮起了一股“革命”風暴。衛星、飛機、傳感器、晶體管、超級計算機……都因為石墨烯而掀起來新的“革命”。
美國科學家用石墨烯研制出一款光學調制器,只有頭發絲的四百分之一細。它具備的高速信號傳輸能力,有可能將互聯網傳輸速度提高一萬倍。去下個電影?一秒鐘都嫌多嘍!
在未來的醫學領域,石墨烯也將大放異彩。韓國科學技術研究所開發出一種高靈敏的石墨烯基生物傳感器,只通過簡單的血液檢測就能診斷多種疾病。
2018年,我國成功啟動了一條生產線,能夠全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件,利用太陽能發電的難題,也將迎刃而解。
當然,石墨烯還沒有褪去明星光環后面的小問題:超級昂貴的成本和十分復雜的技術工藝,這讓它還無法在智能世界里大展拳腳。但提到未來,石墨烯依舊神采奕奕,它刮起的革命風暴其實才剛剛開始。