文档介绍：石墨烯在当代产品设计中的应用
 
 
陈航宇
摘要：石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。当然石墨烯在当代手机电子产品、汽车、服装中的应用也十分的广泛，不仅解决了不少产品的性能问题，同时把石墨烯运用到产品核心部件中有效的减轻了产品的重量，提高了产品性能和便携性。
关键词：石墨烯;产品化;工业化
一、石墨烯的发展历史
石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了
70%-80%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优良特性。
我国的石墨烯行业发展起步较晚，直至2012年，石墨烯的市场化和产业化还远远没有出现，更不用谈出现什么开创性的专利或者产品。但是，到了2013年，我国的石墨烯研究迎来了春天，专利研究百花齐放。同时，影响到了下游的产品，促使我国的行业市场急速发展。之后，仅仅花了两年，我国赶上了乃至超越了先行的一些国家，和美国日本占据了石墨烯产业综合发展潜力前三位。国家对石墨烯领域的研究与开发也较早的就给与了关注。在这些年中，中国国家自然科学基金委员会、科技部、中国科学院等国家机构对石墨烯的发展做出的投资的政策影响，有着十分正面积极的推动作用。
二、石墨烯对手机电子产品的性能提升
2018年10月23日，三星在其官方微博上预告了石墨烯电池的使用。据称，该电池在12分钟内即可将手机充满电，而无需使用目前市面上最多的VOOC快充头。在此之前，华为宣布，华为Mate20X采用了石墨烯液冷散热技术，通过搭载一层石墨烯散热膜，手机的急速冷却性能获得大幅提升，即便长时间运行高耗能应用，也能让机身保持“冷静”。
电子产品的散热是影响电子产品功耗和寿命的关键因素，散热性不好的电子设备往往在微型化和性能上存在问题，此外，其可靠性也不尽如人意。在过去的几代智能手机中，手机厂商们主要是通过大面积的金属背板，附加限制最高的工作温度来实现手机的温度控制，然而这与消费者对手机轻量化、高性能的追求是背道而驰的。低维碳纳米材料，如石墨烯和碳纳米管等，因为其极高的弹性常数和平均自由程，具有很高的热传导率，又因其在高温下的稳定性，可用作高效散热材料，散热能力比普通铝合金高四倍。手机上的扬声器和耳机都是发声器件，发声器件是将电信号转化为声学信号的电子器件，最早的发声器件可以追溯到
1877年爱迪生发明的留声机。现有的发声器件多种多样，按照工作原理可以分为电磁发声、电容发声以及压电发声，其工作本质是借助薄膜结构的振动，从而推进空气波动发出声音。基于石墨烯所具备的优异热学性能和轻巧柔性的特点，石墨烯可以被用来制作全柔性超薄透明石墨烯耳机，与当下最流行的AirPods