選單

中國又1“王牌”材料,比鋼還要硬100倍?老外見了只能眼紅

中國又1“王牌”材料,比鋼還要硬100倍?老外見了只能眼紅

圖為石墨烯結構

中國製造聞名世界,在全球掀起了一場熱潮,凡生產的商品種類五花八門,大到尖端科技,小到生活用品,中國的製造技術令世界感到震撼,但你知道嗎?有一種特殊的產品叫做石墨烯,是中國智造的又1“王牌”材料,不少人瞭解之後都感到不可置信,它比鋼還要硬100倍?老外們見了都只能眼紅,圈個有用,石墨烯,是目前地球上已知的最薄,強度最大,導電導熱性最好的新型奈米材料,又被稱為黑金和新材料之王。

中國又1“王牌”材料,比鋼還要硬100倍?老外見了只能眼紅

圖為石墨烯結構

從結構方面來看,石墨烯其實是一種單層石墨,原子排列成蜂巢晶格狀六邊形,因為構成結構比較特殊,所以在硬度方面具有無與倫比的優越性,而科學家們為了檢驗它的硬度,在實驗中使用了鑽石鑽頭,竟也無法鑿穿由石墨烯材料製成的兩層外延薄膜,因此該材料有望被製成超薄的防彈衣,但缺點也很明顯,即石墨烯材料厚度僅相當於一個原子大小,非常難以剝離。

此外石墨烯還具有很多其他特點,例如具有極大的靈活性和強度,所以電流可以快速透過,並且是已知的導電性最好的材料之一,因此可被用作超導體。那超導體有什麼特點?材料電阻非常小,在科學家們的設想中,超導體材料不總是需要補給電流,因而屬於無限能量來源的理想材料。

中國又1“王牌”材料,比鋼還要硬100倍?老外見了只能眼紅

圖為石墨烯結構

此外,石墨烯還可被用於海水淡化,因為石墨烯薄膜是一種單層緻密結構,在水環境中可形成約0。9 奈米寬的通道,能夠有效阻擋鈉離子,氯離子透過,所以可以用來過濾海水中的鹽分,以及淨化水中雜質,如果未來能夠廣泛使用的話,石墨烯不僅可被製成優質過濾器,還可用於生物醫學領域,製造碳化矽上外延石墨烯的生物感測器,能夠加速人類骨髓間充質幹細胞的成骨分化,對於抑制大腸桿菌的生長十分有效,而且還不會傷害人體細胞,所以這種材料擁有極為廣泛的應用前景。

從發展史上看,石墨烯製造技術最早是由英國人發現並提出的,但中國卻後來居上,在石墨烯的剝離方面取得了巨大成功,科學家們透過“球-微球”間柔和的滾動轉移工藝,完成了少層石墨烯的規模化製備,這種方法不僅非常簡單高效,而且綠色無汙染,大大提高了石墨烯的製備效率,還節約了很多成本,並且中國首條全自動,量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線,早在2018年時就在山東菏澤啟動,經過多年的研究發展,該專案生產的可在弱光下發電的石墨烯電池,成為了中國能源事業發展的巨大動力。

中國又1“王牌”材料,比鋼還要硬100倍?老外見了只能眼紅

圖為石墨烯電池

因為這種電池具有薄膜狀,輕量化,可捲曲,可摺疊,顏色可變化等特點,所以製成的太陽能電池板,不僅能在弱光下發電,而且不挑角度,對太陽光的吸收利用率大大提高,相應的發電效率也得到了有效提升,雖然目前石墨烯產品還比較小眾,但在能源供應領域的發展潛力已經初現端倪,相信在不久的將來,中國一定能夠推動石墨烯產品走進千家萬戶,從而更好地造福人類生活。