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“石墨烯时代”距离我们有多远?

来源:dede123.com.cn   作者:admin    发布时间: 2016-08-01 16:20   浏览:

“石墨烯时代”距离我们有多远?

石墨烯到底是什么?
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克可以承受一只一千克的猫。
石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
石墨烯被证明非常适合可穿戴设备
最近,英国曼彻斯特大学的研究者用实验证明,低价,柔软的无线通信器件如移动电话、健康状况传感器等,可以直接打印在衣服上甚至皮肤上。
这一发表在《科学报告》上的突破性的成果显示,由于高导电性以及突出柔软性,石墨烯在可穿戴电子应用中非常重要。这一研究为智能的、无电源的健康监测、手机等联网设备与衣物融合,以及“智能皮肤”等应用方面开辟了新的道路——打印石墨烯传感器可以与其他二维材料集成贴到皮肤上用以监测温度,压力及湿度等各种信息。
在医院,患者在手臂上带上一个打印石墨烯的射频识别标签。这一标签与其他二维材料结合在一起,能够感应患者体温,血压等信息并自动传回读取器。医护人员能够无线监控患者状态,这将大大简化患者的护理。在疗养所,无需电源的打印石墨烯传感器能印在老年人衣服上。这些传感器可以感知收集老年人健康状况,并传回监测点从而被实时监测到,这将有助于实现远程医护并提高生活质量。


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