什麼是石墨烯？7種方式將很快帶來科技革命
在過去的幾年裡，石墨烯一直是一個時髦的詞：一種具有非凡性能的新材料，有望徹底改變我們生活的方方面面。但這都是空洞的炒作嗎？石墨烯到底是什麼？我們到底能從中得到什麼？
石墨烯是地球上最常見的元素之一（碳）的一種不尋常的形式，早在2004年曼徹斯特大學就發現併合成了石墨烯。它由許多碳片組成，每一片只有一個原子厚，全部排列成六角形晶格。
正因為如此，它有各種有趣和意想不到的特性。例如，石墨烯的強度是鋼的200倍，重量是鋼的6倍。它導熱和導電，對光極為敏感，同時幾乎完全透明。
自從它發現以來，科學家和工程師們一直在忙著尋找實用的方法來使用這種非凡的材料。可能性的列表幾乎是無限的，但這裡有一些地方你可以期待石墨烯在你的生活中很快改變。
1計算機芯片
一段時間以來，我們已經看到計算機芯片遵循摩爾定律，這意味著它們的功率大約每18個月左右就會翻一番，但我們現在正接近**小型硅晶體管的極限。以這種速度，摩爾定律將不再適用。
但是，研究人員正在研究如何將石墨烯與硅結合起來，生產出更快、更小、能耗更低的處理器。IBM已經在石墨烯研究上投資了30億美元，預計到2019年，市場上將有一款工作正常的石墨烯處理器。
在最好的情況下，包括石墨烯在內的芯片有可能比傳統的硅芯片快幾個數量級，因此這裡的突破對於計算界來說可能是不可思議的。
2電池
在智能**和其他便攜式電子產品的時代，我們完全依賴電池，因此我們一直在尋找方法使電池能夠持續更長時間。石墨烯在這方面顯示出了很大的希望。
三星（Samsung）報告稱，通過將石墨烯融入鋰離子電池，在提高電池容量方面取得了一些成功。按照類似的思路，東旭（Dongxu）推出了據稱是全球首款石墨烯電池組。東旭聲稱，它的4800毫安時電池可以在15分鐘內充滿電。目前還不清楚何時可以購買。
無論這些產品是否上市，石墨烯在電池中的潛力都是驚人的。如果能完全實現，這可能是幾十年來最具革命性的發展之一。石墨烯超級電容器電池的續航時間是同樣大小的鋰離子電池的5倍，充電時間僅為鋰離子電池的一小部分。
另外，與鋰離子電池不同，它們無毒，沒有爆炸的危險。
有了石墨烯超級電容器，智能**一次充電可能持續一週或更長時間，電動汽車也將改善可能與內燃機媲美的範圍。當它們確實需要充電時，這個過程需要幾秒鐘或幾分鐘而不是幾個小時，這是一個好消息，因為充電限制是電動汽車廣泛採用的一大障礙。
三。印刷電子產品
石墨烯可以印刷在紙（或其他材料）上，如果是電路的形式，則可以被RFID閱讀器讀取。機票、登機牌等是這類技術最明顯的即時用途，但可能性無窮無盡。可穿戴的電子產品、靈活的傳感器和屏幕，甚至電子紋身在不久的將來都可能變得司空見慣。
4攝像頭傳感器
石墨烯比目前用於數碼相機成像傳感器的硅對光更敏感。這為更好的相機在弱光條件下工作提供了可能，這對幾乎所有的攝影師和攝像師來說都是一個好消息。（諾基亞甚至正在研發一款智能**，這款智能**將搭載一款基於石墨烯的攝像頭傳感器，有望比目前的攝像頭能耗更低、成本更低。）
石墨烯的高透明度——它可以讓97.7%的光線通過——也為3D相機和以後可以調整圖像焦點的相機打開了可能性。可以排列多層石墨烯，這樣可以用各種焦點拍攝圖像，拍照後可以調整焦距。
5改進的揚聲器
我們今天使用的揚聲器依靠機械零件振動來產生聲音。這意味著這些部件需要有足夠的物理空間來移動，這限制了揚聲器的大小和放置位置。
韓國的研究人員利用熱聲學原理——通過快速加熱和冷卻材料來產生聲音——用石墨烯氣凝膠**出薄而不振動的揚聲器。這種揚聲器將是移動設備的理想選擇，也可以很容易地安裝在牆上或平板電視上。
目前還沒有跡象表明某個產品會很快上市，但這是一個令人興奮的進步，有很大的潛力改變聲音的世界。
6更強的觸摸屏
因為石墨烯幾乎是完全透明的，它可以用在玻璃上，一個潛在的用途是加強我們智能**上的觸摸屏。
石墨烯比鑽石更堅固，塗上它的屏幕幾乎是堅不可摧的——或者至少當它從你手中滑落時不會斷裂。當然，鋼化玻璃還有其他多種用途，而石墨烯的其他特性意味著智能窗戶和擋風玻璃也是真正的可能。
石墨烯還具有柔性屏幕的前景，這種屏幕將彎曲而不是斷裂。同時，如果你的**屏幕壞了，你可以做一些事情。
7體育器材
石墨烯非常輕和非常強，這兩個特性在體育器材中是非常理想的，在大多數體育運動中，從器材上削下來的任何重量都等同於競爭優勢。自行車是最明顯的，高端自行車已經使用輕質碳纖維。
石墨烯與碳纖維的合理結合可以進一步降低重量，同時保持強度。英國的Dassi公司生產了一個裝有石墨烯的自行車車架，重量僅為750克，希望在不久的將來能將其降到350克。
但你也可以想象，這可能會滲透到科技界的各個領域，用戶不斷被下一部比以前更強大、更輕、更薄的**、筆記本電腦或相機所震撼。如果石墨烯的生產證明更便宜，甚至更好。
石墨烯與未來
以上只是石墨烯的一些可能用途，在不久的將來，你最有可能擁有這些用途，但也有廣泛的潛在工業和醫療用途，可能同樣具有革命性。
石墨烯能否達到我們對它的高期望，還有待觀察。可能是一些生產問題仍然無法解決，或者是成本使上述一些用途變得不切實際，但如果哪怕是一小部分潛力都能實現，它將徹底改變我們生活的世界。
你認為石墨烯產品很快就會上市嗎？什麼應用程序最讓你興奮？請在下面的評論部分告訴我們。
圖片來源：BONNINSTUDIO viaShutterstock.com網站
- 發表於 2021-03-16 09:19
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