大家都知道石墨烯是一种神奇的材料,并且很多商家宣称都研发出了石墨烯的内衣,石墨烯的袜子。因此还掀起了一阵石墨烯热,不过那些内衣并没有宣传的那么神奇,所谓的石墨烯穿了也仍然脚臭。
说了那么久的石墨烯,就是没有见到一个真正的石墨烯产品上市,大家就有疑问了:这个石墨烯到底是一个伪概念还是真的是黑科技呢?
首先说明,根据科学家的研究,石墨烯是真实存在,是碳的四种同素异形体之一,而且是2004年被英国的两位科学家发现的,这两个科学家并因此在2010年获得了诺贝尔奖。但是石墨烯是一种单层的石墨,所以要进行批量生产有一定的困难,所以到现在也还没有进行大规模的量产。
石墨烯就是单层石墨,也就是说它是一种二维的材料,按照科学的说法,我们是处在三维空间,不应该有二维的东西,但是这个石墨烯的厚度非常薄就像二维的,有多薄呢?大概为是0.355纳米厚,真正的薄到极致,所以就算为一个二维平面了,如果对这个厚度没什么概念的话,我们可以换一个说法,就是在一毫米的石墨里面,大概包含了150万层石墨烯, 这样就具体多了吧?
为什么石墨烯能够作为一个二维平面似的存在呢,就因为两个原子之间的作用力非常强,所以使它非常稳定,而且有很多优点:
- 1、机械强度大,比钢铁的强度还要强200倍,如果把石墨烯做成飞机汽车,那比现在的碳纤还要轻,强度还要好。用来做一些特殊的服装就非常好,保证刺不破,打不穿。
- 2、拉伸性能好,它的拉伸性能比金属还要好,可以拉伸到自身长度的20%,就像我们常用的松紧带一样,而且在拉伸的过程中,还不会破,因为它这种单层结构非常稳定。适用于制造折叠的电子设备,石墨烯随便弯折不会坏,如果用来制作折叠手机,折叠显示屏这些产品就非常适用,说不定三星和华为的折叠屏手机,里面就有用到石墨烯。
- 3、导电性能好,现在导电性能最好的是金属银,石墨烯比银的导电性还要好,虽然好不多少,但是作为一种非金属能有这么好的导电性能,已经是非常罕见的了。导电性能好,可以做电池的添加剂,这样的电池不仅充电速度快,更可以用大电流来充电,而且充电的时候不会发热,比现在的电池会安全很多,如果新能源汽车里面的电池换成石墨烯电池,可以做到充电和现在加油的速度差不多。那大家就会买电动车了。在这方面,华为已经在行动,只不过没有正式的产品出来而已。
- 4、导热性能好,石墨烯可以非常快的导热,它比导热性能最好的银还要慢10倍,如果手机,电脑用石墨烯来散热,那比现在的铜管不知要好多少倍。现在芯片的散热是最大的问题,性能太差,影响运行速度,性能太高,又发热太大,还会把芯片给烧了,现在用来做半导体的硅,因为物理属性的限制,这个问题注定解决不了,如果用石墨烯来做MOS管,不仅导电性能好,而且散热也快,做出来的芯片性能也许会比现在的芯片快100倍,所以石墨烯又是做芯片最理想的材料。
- 5、石墨烯还有其它一些应用,比如可以能过改变石墨烯的结构,让它只允许水分子通过,这样就可以用来过滤淡水,净化海水
石墨烯有这么多优秀的特性,是因为它的结构决定,那么石墨烯到底有什么样的神奇结构,请观看西瓜视频创作人李永乐老师的视频:
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