導讀:石墨烯由單層碳原子構成的一種材料,是目前已知的世上薄、強度高、導電性好且擁有強大靈活性的納米材料。因此,石墨烯引發了人們對其在新技術領域的應用充滿了想象。有行內人士稱,“石墨烯時代”即將到來,競爭即將白熱化即將。事實證明,神奇的石墨烯確實對目前的產品會有著顛覆性的改變。
【中國塑料機械網 本站原創】石墨烯由單層碳原子構成的一種材料,是目前已知的世上薄、強度高、導電性好且擁有強大靈活性的納米材料。因此,石墨烯引發了人們對其在新技術領域的應用充滿了想象。有行內人士稱,“石墨烯時代”即將到來,競爭即將白熱化即將。事實證明,神奇的石墨烯確實對目前的產品會有著顛覆性的改變。
時速是衡量一款電腦速度的重要標準,目前,個人計算機的時速已經達到上百兆赫,有的甚至超過了1GHz。而現在科學家運用石墨烯把時速提高到了讓我們吃驚的100GHz,石墨烯助力處理器,實現飛一般的速度。
石墨烯+處理器 時速達到驚人的100 GHz
多年來,二維材料石墨烯已在微型、的電子產品領域展現出它巨大的應用前景。而現在,科學家設計了一個工作時能耗超低的石墨烯晶體管,終可以使處理器的時速達到驚人的100 GHz。莫斯科物理與技術研究院(MIPT)的科學家已經找到利用石墨烯來提高隧道電流的方法。石墨烯本質上是一個二維結構,只由一個原子厚的碳層組成,而在這個尺寸下它具有一些不尋常的電學性質。
研究者們通過構建模型來研究由兩層石墨烯粘結在一起形成的雙層石墨烯的性能,發現了一些奇怪的能量帶和電子的能量范圍。雙層石墨烯的能量帶類似于“墨西哥帽”的形狀,而不是大多數半導體產生的拋物線形狀。研究者們解釋說“墨西哥帽”的邊緣發生著許多重要的效應,這些效應在之前是很難測量的,但是通過使用更高質量的基底(承載雙層石墨烯的材料),他們次用實驗清楚的證實了范霍夫奇點。雙層石墨烯在150mV電壓范圍內工作與硅晶體管在500mV電壓范圍內工作相比較,雙層石墨烯晶體管的重要優勢是可以首先有效的大幅提高計算能力。
令人更加詫異的是,跑車的車身使用了石墨烯后,瞬間把“銅墻鐵壁”秒成了渣渣!
石墨烯+車身 材料強度是鋼的200倍
近日,由利物浦的Briggs汽車公司制造的臺使用石墨烯作為車身材料的汽車——BACMono跑車于在曼徹斯特亮相!據悉,該跑車車身中使用了石墨烯材料,這種材料強度是鋼的200倍,目前已經通過道路測試。Briggs汽車公司在其品牌產品BACMONO單座跑車的車身中使用了石墨烯材料,這種材料強度是鋼的200倍,被譽為未來有潛力的技術之一。
詹姆斯•貝克,曼徹斯特國家石墨烯研究中心商務總監詹姆斯•貝克表示:“石墨烯汽車是石墨烯材料如何用來提高現有產品性能一個很好的例子。這表明,在被發現十二年后,石墨烯終于有了一個“真正影響”的應用。
不要懷疑,100 GHz、200倍這些還不是厲害的。當石墨烯與塑料“邂逅”,塑料 防水性能提升了100萬倍!
石墨烯+塑料 防水性能提升了100萬倍
從電子產品的塑封到食品保鮮膜,塑料包裝無處不在。雖然塑料包裝非常普及,但對于水汽的滲透性限制著它們的防水效果。電子元件和其他水敏感有機材料在塑料的水汽滲透性面前不堪一擊。大部分用塑料包裝的商品如工具、衣服和非電子類的東西都能抵御一定的水汽。但是電子設備,尤其是需要長時間儲存的那些,在水汽積累到一定程度的時候就會損壞。對水敏感的設備只允許環境中存在極少極少量的水汽。研究員 Praveen C.Ramamurthy 介紹,現有的包裝塑料都達不到這樣的要求。
在嘗試了多種材料之后,研究人員發現了石墨烯。這種新型材料是由單一的碳原子層組成的,其中的碳原子以六角蜂窩晶格的的形式緊密結合在一起。研究團隊利用*的工藝將單層石墨烯與塑料聚合物膜結合在了一起。他們所用的方法易于完成,能拓展到大規模生產上。加入了石墨烯的塑料防水性提升顯著。這種材料的外觀和觸感都與普通塑料無異,但防水的性能卻好了100萬倍。
接下來利用有機光伏設備進行的測試中,混合石墨烯塑料包裝延長了設備的保存期。基于加速老化實驗的數據,研究人員認為那些用混合石墨烯塑料包裹的產品有保存1年的潛力,對比常規塑料30分鐘不到的結果好了不少。
筆者結語:
目前,石墨烯年產能已達到百噸級,聯盟預計,未來5年到10年,石墨烯年產能將達到千噸級。到2020年,石墨烯產業化規模將取得突破。其中,新能源市場規模將突破534億元,復合材料市場規模將突破372億元,電子信息行業市場規模將突破267億元。
即使中國石墨烯研發起步相對較晚,但從2010年后發展迅速,目前在主要研究領域均有涉獵,整體接近國外先進水平,部分領域并掌握了自主知識產權。中國石墨烯產業化推進速度相當迅速。在應用方面,中國在粉體領域水平正在逐漸與國外接近。讓我們共同期待神奇的石墨烯走出實驗室,給我們制造出更多的驚喜!