告別了神秘的插班生鎵,咱們?cè)賮?lái)認(rèn)識(shí)一下智能時(shí)代里的超級(jí)新星——石墨烯。
寒門(mén)貴子
石墨烯——綽號(hào)單層墨,是二維的碳納米材料。為什么說(shuō)它出自寒門(mén)寒門(mén)呢?因?yàn)槭┘炔皇情W亮亮掛在脖子上的金屬,也不是掘地三尺也難得一見(jiàn)的稀有礦石,而是來(lái)自石墨。我們熟悉的鉛筆芯,就是石墨——層層疊起來(lái)的石墨烯。
2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫首次從石墨中分離出了石墨烯。他們從石墨中剝離出石墨薄片,然后把薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開(kāi)膠帶,就能把石墨片一分為二。通過(guò)反復(fù)重復(fù)這一過(guò)程,當(dāng)石墨薄片越來(lái)越薄,只剩下一層碳原子時(shí),這就是石墨烯了。
光環(huán)加身
出自寒門(mén)的石墨烯剛一問(wèn)世,就被發(fā)現(xiàn)帶有無(wú)數(shù)明星光環(huán)的加持。這些光環(huán)讓它瞬間成為未來(lái)幾十年中最耀眼的材料之一。
光環(huán)一:薄如蟬翼。石墨烯是目前世界上最薄的材料,只有0.34納米厚,十萬(wàn)層石墨烯疊加起來(lái)的厚度才有一根頭發(fā)絲粗細(xì)。
光環(huán)二:無(wú)堅(jiān)不摧。石墨烯比鉆石還要堅(jiān)硬,強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。如果用石墨烯制成包裝袋,兩噸重的物品也休想撐破它!
光環(huán)三:晶瑩剔透。石墨烯幾乎完全透光,用石墨烯涂層的電池板制成的太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池,完全是個(gè)儲(chǔ)能利器,可以為未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)人機(jī)、航天等設(shè)備提供源源不斷的動(dòng)力能源。
光環(huán)四:神行太保。石墨烯有著超乎想象的導(dǎo)電能力。光速夠快了吧?而石墨烯中的電子速率為光速的三百分之一。智能手機(jī)、超高速寬帶、計(jì)算機(jī)芯片都會(huì)利用石墨烯的導(dǎo)電速度而徹底進(jìn)化。
光環(huán)五:神奇的柔術(shù)。石墨烯還有著超凡的柔韌度。雙層石墨烯的1平方毫米薄片上可以承載上百萬(wàn)不同的電子設(shè)備,并且可隨意改裝。從理論上來(lái)說(shuō),未來(lái)的手機(jī)可能超薄、超輕,甚至可以卷起來(lái)綁在手腕上。
“革命”風(fēng)暴
這些耀眼的光環(huán)讓“超級(jí)材料”石墨烯成了新世紀(jì)的寵兒,瞬間在微電子世界刮起了一股“革命”風(fēng)暴。衛(wèi)星、飛機(jī)、傳感器、晶體管、超級(jí)計(jì)算機(jī)……都因?yàn)槭┒破饋?lái)新的“革命”。
美國(guó)科學(xué)家用石墨烯研制出一款光學(xué)調(diào)制器,只有頭發(fā)絲的四百分之一細(xì)。它具備的高速信號(hào)傳輸能力,有可能將互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度提高一萬(wàn)倍。去下個(gè)電影?一秒鐘都嫌多嘍!
在未來(lái)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,石墨烯也將大放異彩。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)出一種高靈敏的石墨烯基生物傳感器,只通過(guò)簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)就能診斷多種疾病。
2018年,我國(guó)成功啟動(dòng)了一條生產(chǎn)線,能夠全自動(dòng)量產(chǎn)石墨烯有機(jī)太陽(yáng)能光電子器件,利用太陽(yáng)能發(fā)電的難題,也將迎刃而解。
當(dāng)然,石墨烯還沒(méi)有褪去明星光環(huán)后面的小問(wèn)題:超級(jí)昂貴的成本和十分復(fù)雜的技術(shù)工藝,這讓它還無(wú)法在智能世界里大展拳腳。但提到未來(lái),石墨烯依舊神采奕奕,它刮起的革命風(fēng)暴其實(shí)才剛剛開(kāi)始。