为什么石墨烯很重要?

石墨烯是碳原子的二维蜂窝状排列,这是一项革命性的技术。它的发现意义重大,因此俄罗斯科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(Konstantin Novoselov)获得了2010年诺贝尔物理学奖。以下是石墨烯之所以重要的一些原因。...

石墨烯是碳原子的二维蜂窝状排列,这是一项革命性的技术。它的发现意义重大,因此俄罗斯科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(Konstantin Novoselov)获得了2010年诺贝尔物理学奖。以下是石墨烯之所以重要的一些原因。

Graphene consists of a sheet of carbon atoms arranged in hexagonal patterns. Graphene consists of a sheet of carbon atoms arranged in hexagonal patterns.

这是一种二维材料。

我们遇到的几乎每一种材料都是三维的。我们才刚刚开始了解当一种材料被制成二维阵列时,它的性质是如何变化的。石墨烯的特性与石墨非常不同,石墨是碳的相应三维排列。研究石墨烯有助于我们预测其他材料在二维形式下的行为。

石墨烯具有任何材料中最好的导电性。

电流在简单的蜂窝板中快速流动。我们遇到的大多数导体是金属,而石墨烯是基于碳,一种非金属。这使得电能在我们可能不需要金属的条件下流动。那是什么条件呢?我们才刚刚开始回答这个问题!

石墨烯可以用来制造非常小的器件。

石墨烯在如此小的空间内传导如此多的电,它可能被用于开发小型化的超高速计算机和晶体管。这些设备需要很小的功率来支持它们。石墨烯也是柔韧、坚固和透明的。

开启相对论量子力学的研究。

石墨烯可以用来测试量子电动力学的预测。这是一个新的研究领域,因为要找到一种显示狄拉克粒子的材料并不容易。最棒的是,石墨烯不是什么奇异的材料。这是任何人都能做的!

石墨烯事实

  • “石墨烯”一词是指由六角排列的碳原子组成的单层薄片。如果石墨烯是另一种排列,它通常是指定的。例如,双层石墨烯和多层石墨烯是材料可以采用的其他形式。
  • 就像钻石或石墨一样,石墨烯是碳的同素异形体。具体来说,它是由sp2键合的碳原子组成的,原子之间的分子键长度为0.142 nm。
  • 石墨烯的三个最有用的特性是它非常坚固(比钢强100到300倍)、导电性(最著名的室温热导体,电流密度比铜高6个数量级)和柔性。
  • 石墨烯是已知的最薄、最轻的材料。一片1平方米的石墨烯重量仅为0.0077克,但能够承受多达4公斤的重量。
  • 一片石墨烯自然是透明的。

石墨烯的潜在用途

科学家们才刚刚开始探索石墨烯的许多可能用途。正在开发的一些技术包括:

  • 电池的超快充电。
  • 收集放射性废物,便于清理。
  • 更快的闪存。
  • 更坚固、更平衡的工具和运动设备,如网球拍。
  • 超薄触摸屏,可粘贴在不易碎材料上。
  • 基于石墨烯的电子纸,可以更新新信息。
  • 快速高效的生物传感器装置200,用于测量血糖、胆固醇,可能还有你的DNA
  • 具有非凡频率响应的耳机。
  • 超级电容器,基本上使电池过时。
  • 新型防水涂料。
  • 可弯曲电池。
  • 更强更轻的飞机和装甲。
  • 有助于组织再生。
  • 将盐水净化成饮用水。
  • 可以直接连接到身体神经元的仿生装置。

  • 发表于 2021-10-14 04:40
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  • 分类:数学

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