“神奇材料”石墨烯或顛覆電子行業(yè)

石墨烯是目前最堅硬，同時也是最薄的材料，它是碳的一種新形式，擁有最強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)電性。需要記住的是：它不僅是全球硬度最強(qiáng)的材料，還是最柔韌的材料。

它只有一個原子那么厚，所以被稱為“神奇材料”。

通過運(yùn)用在柔性設(shè)備、增壓量子計算機(jī)、電子服裝以及與身體細(xì)胞互動的計算機(jī)設(shè)備之上，石墨烯極有可能徹底顛覆電子行業(yè)。

什么是石墨烯?

該材料于10年前被發(fā)現(xiàn)，2010年開始獲得關(guān)注。當(dāng)時，英國曼徹斯特大學(xué)兩名學(xué)者因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性新實驗”而榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。最近，研究人員把注意力集中在石墨烯的商業(yè)化上。

美國化學(xué)學(xué)會曾在2012年表示，石墨烯比鋼鐵硬200倍，纖薄程度令人咂舌，把一盎司(約28.35克)的石墨烯鋪開能覆蓋28個足球場!中國科學(xué)家還制造出石墨烯氣凝膠，它是一種超輕物質(zhì)，取名碳海綿，重量只有空氣的七分之一。一立方英寸(約16.39立方厘米)的碳海綿放在一片草葉上，草葉不會變形。

“石墨烯是世界上為數(shù)不多同時具備透明、導(dǎo)電和柔性三大屬性的材料。”曼徹斯特大學(xué)講師亞拉文博士(aravindvijayaraghavan如是說道，“這三種屬性很少能在同一個材料上出現(xiàn)。”

石墨烯的用途

那么我們可以用石墨烯來做什么?物理學(xué)家和研究人員表示，由于石墨烯可以讓電子產(chǎn)品的屏幕更清晰且具備柔性特質(zhì)，這些產(chǎn)品將比以往采用硅材料的設(shè)備更薄、更快、更便宜。

2011年，美國西北大學(xué)的研究人員制造了一種融合石墨烯和硅的電池，該大學(xué)表示這種電池可以讓手機(jī)“電池帶電超過一周，每次充電只需15分鐘”。

2012年，美國化學(xué)學(xué)會表示，石墨烯技術(shù)進(jìn)步正讓觸摸屏電子行業(yè)煥然一新，“手機(jī)將薄如紙張，能夠多次折疊裝入口袋”。

亞拉文博士正基于石墨烯構(gòu)建一批傳感器，包括氣體傳感器、生物傳感器和光傳感器，它們的體型比以往更加小巧。

上周，與韓國成均館大學(xué)合作的三星尖端技術(shù)研究所的研究人員表示，對于如何在硅片上創(chuàng)造高質(zhì)量石墨烯，三星取得重大技術(shù)突破，該技術(shù)將用于石墨烯晶體管的生產(chǎn)。

三星在一份聲明中表示，這些進(jìn)步意味著公司可以開始生產(chǎn)“柔性顯示屏、可穿戴產(chǎn)品和其他下一代電子產(chǎn)品”。

上周，科技博客extremetech撰稿人塞巴斯蒂安˙安東尼(sebastiananthony)表示，三星的突破將成為“石墨烯商業(yè)化的救命稻草”。

三星并不是唯一研究石墨烯的科技公司，ibm、諾基亞和閃迪公司的研究人員都在試驗石墨烯材料，以創(chuàng)造新型傳感器、晶體管和存儲器。

前途無量

哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程教授詹姆斯˙豪恩(jamshone)表示，他的實驗室發(fā)現(xiàn)石墨烯拉伸彈性高達(dá)20%，同時仍能保持導(dǎo)電性。他說道：“你知道還有什么可以被拉伸20%嗎?答案是橡膠。相比之下，電子產(chǎn)品中普遍存在的硅最大僅能被拉伸1%。”

他繼續(xù)說道：“這只是石墨烯瘋狂的一面——幾乎沒有其他材料能像它這樣。”

值得一提的是，石墨烯最大的優(yōu)勢就是價格便宜。

在今天的電子行業(yè)中，我們能想象得到的很多產(chǎn)品都能利用石墨烯，從而變得更好、更小、更便宜。

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家去年制造了一款石墨烯材質(zhì)的耳機(jī)，它的音質(zhì)等同于甚至好于森海塞爾耳機(jī)，并且體型更加小巧。

石墨烯吸引人的地方還在于它可以沉浸在液體中而不被氧化，這一點與其他導(dǎo)電材料完全不同。

亞拉文博士說道，石墨烯研究正在向讓電子產(chǎn)品和生物系統(tǒng)整合的方向進(jìn)行。換句話來說，石墨烯產(chǎn)品可以植入你的身體中，讀取神經(jīng)系統(tǒng)或者同你的細(xì)胞對話。

不過，雖然研究人員相信石墨烯將用于下一代電子產(chǎn)品，但整個行業(yè)都在使用傳統(tǒng)硅芯片和晶體管構(gòu)建電子產(chǎn)品，他們采用石墨烯的進(jìn)程可能會很緩慢。

如果真是這樣的話，在石墨烯成為電子產(chǎn)品材料之前，會用于其他行業(yè)。去年，比爾及梅琳達(dá)-蓋茨基金會設(shè)立了10萬美元獎金，以獎勵利用石墨烯創(chuàng)造出更薄、更輕和更牢固的安全套科學(xué)家。

汽車制造商正在探索構(gòu)建機(jī)身采用石墨烯的電動汽車，石墨烯不僅對機(jī)身起到保護(hù)作用，還將作為太陽能面板為汽車供電。飛機(jī)制造商也希望利用石墨烯制造飛機(jī)。

另外，石墨烯或?qū)⒅α孔佑嬎銠C(jī)制造。麻省理工學(xué)院的國際研究人員團(tuán)隊正在利用石墨烯研究建立量子計算機(jī)，它將是未來計算機(jī)行業(yè)的大市場。

總之，忘記塑料吧，石墨烯才是我們的未來。