石墨烯是什么材料 是一種可以引起新的時(shí)代革命的材料
曉騫
很多年前,人們發(fā)現(xiàn)了蒸汽,使人類社會(huì)步入了蒸汽時(shí)代;后來(lái)電力的出現(xiàn)又使人們進(jìn)入了電力時(shí)代。在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)現(xiàn)了新的材料:石墨烯,它被稱為新材料之王,人們說(shuō)石墨烯是未來(lái)革命性的神奇材料,等等數(shù)不清的贊譽(yù)都被石墨烯歸于一身。那么石墨烯究竟是什么材料,有什么神奇的地方?
石墨烯是什么材料
石墨烯這種材料是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,也是世界上最輕材料。它有著非常優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)的特性。在材料學(xué)、能源、生物醫(yī)學(xué)等等很多方面具有非常重要的應(yīng)用前景。
2009年安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)以及在常溫條件下的量子霍爾效應(yīng)。而在此之前物理學(xué)家們通常認(rèn)為熱力學(xué)漲落不允許人和的二維晶體在有限溫度下存在,所以這一發(fā)現(xiàn)立即震驚了凝聚體物理學(xué)學(xué)術(shù)界,兩人也因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
石墨烯有什么用
石墨烯能夠在非常非常多的領(lǐng)域發(fā)揮作用,這些領(lǐng)域小到衣服領(lǐng)域中人穿著的石墨烯內(nèi)褲,大到生物醫(yī)學(xué)中用來(lái)拯救生命。
石墨烯通電后有效電熱能總轉(zhuǎn)換率達(dá)99%以上,再加上特殊的超導(dǎo)性,能夠保證發(fā)熱性能的穩(wěn)定,所以非常適合應(yīng)用與新型采暖行業(yè)。
石墨烯還有可能成為硅的替代品,制造超微型的晶體管,用來(lái)生產(chǎn)制造下一代的超級(jí)計(jì)算機(jī),其穩(wěn)定的碳元素以及更高的電子遷移率能夠使未來(lái)的計(jì)算機(jī)獲得更高的速度。
此外在生物醫(yī)學(xué)方面,細(xì)菌的細(xì)胞沒(méi)有辦法在石墨烯上生長(zhǎng),但是人類細(xì)胞卻不會(huì)受損,所以利用石墨烯的這一個(gè)特性可以用來(lái)制作繃帶、食品包裝等,還可以生產(chǎn)抗菌的醫(yī)護(hù)服裝、床上用品等等。
除了以上列舉的例子外,石墨烯還有非常多的用途,簡(jiǎn)直覆蓋了生活乃至科研的各個(gè)領(lǐng)域,所以也許未來(lái)會(huì)開(kāi)啟一個(gè)石墨烯的時(shí)代,讓我們拭目以待。