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石墨烯结构图
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石墨烯手机
石墨烯结构图
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什么是石墨烯?
石墨烯(Graphene)是一个二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯统称。石墨烯一直被认为是假设性结构,无法单独稳定存在,直至,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KonstantinNovoselov),成功地在试验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它能够单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料开创性试验”,共同取得年诺贝尔物理学奖。而且,石墨烯在自然界也有产出,它表达为高能物理状态下圈量子粒子态相。
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石墨烯特点
石墨烯是已知世上最薄、最坚硬纳米材料,它几乎是完全透明,%光;导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超出15000cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8Ω·m,比铜或银更低,为世上电阻率最小材料。因其电阻率极低,电子迁移速度极快,所以被期待可用来发展更薄、导电速度更加快新一代电子元件或晶体管。因为石墨烯实质上是一个透明、良好导体,也适适用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯电池或将引领改革:充电10分钟跑1000公里。
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研究历史
石墨烯在试验室中是在,当初,英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发觉他们能用一个非常简单方法得到越来越薄石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片两面粘在一个特殊胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不停地这么操作,于是薄片越来越薄,最终,他们得到了仅由一层碳原子组成薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯新方法层出不穷,经过5年发展,人们发觉,将石墨烯带入工业化生产领域已为时不远了。所以,两人在年取得诺贝尔物理学奖。
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石墨烯出现在科学界激起了巨大波澜。人们发觉,石墨烯含有非同寻常导电性能,超出钢铁数十倍强度和极好透光性,它出现有望在当代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中,电子能够极为高效地迁移,而传统半导体和导体,比如硅和铜远没有石墨烯表现得好。因为电子和原子碰撞,传统半导体和导体用热形式释放了一些能量,普通电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%电能,石墨烯则不一样,它电子能量不会被损耗,这使它含有了非比寻常优良特征。
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最新应用
依据美国环境保护局公布信息,我们知道特斯拉广受好评ModelS电动汽车一次充电能够行驶265英里。然而,该企业CEO伊隆·马斯克上个月在接收媒体采访时表示,“一次充电行驶500英里也是有可能,而且我们很快就能做到这一点。”
特斯拉可能很快就会推出一次充电即可行驶500英里电动汽车,因为高性能石墨烯电池研发取得了不错进展,而这种电池输出密度是锂离子电池四倍。
尽管特斯拉实现这种高性能石墨烯电池量产,可能需要多年时间,不过只要能够做出高性能石墨烯电池,那么电动汽车就没有什么值得挑剔了。这也意味着,电动汽车离成为主流又更近了一步。
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石墨烯时代
任正非在接收媒体采访时声称,未来10至内会暴发一场技术革命,“我认为这个时代未来最大颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代”,“现在芯片有极限宽度,硅极限是七纳米,已经临近边界了,石墨是技术革命前沿”。这里提到石墨烯。
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