石墨烯給予我們的饋贈(zèng)似乎源源不盡。這種材料由單層碳原子構(gòu)成,也是石墨的基本結(jié)構(gòu)單元。因具有強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好,以及其他一些性能而備受追捧。未來(lái),它或許能在許多領(lǐng)域大展身手,比如用于制作大容量電池,或者更輕、更結(jié)實(shí)的飛機(jī)機(jī)翼。
目前,石墨烯正向?qū)щ娔蛯I(yè)運(yùn)動(dòng)裝備市場(chǎng)進(jìn)軍。不過,其他一些應(yīng)用則更偏向家用:一些研究者認(rèn)為,石墨烯或許會(huì)給個(gè)人護(hù)理、鞋等眾多領(lǐng)域帶來(lái)變革。
單層石墨烯之間能彼此吸附,并呈現(xiàn)出像石墨一樣的黑色。那么石墨烯能用來(lái)染頭發(fā)嗎?為了尋找答案,美國(guó)西北大學(xué)(Northwestern University)的材料學(xué)家黃嘉興(Jiaxing Huang)及團(tuán)隊(duì)把石墨烯和殼聚糖 (一種源自甲殼動(dòng)物外殼的可食用糖類)在水中混合。之后,研究人員把得到的染發(fā)劑涂在棕色的頭發(fā)樣品上,柔性的石墨烯片會(huì)貼合頭發(fā)的弧度包裹住頭發(fā);而殼聚糖則會(huì)與頭發(fā)中的角蛋白形成化學(xué)鍵,從而固定石墨烯。這種染發(fā)劑經(jīng)受30次洗滌都不會(huì)脫落,該研究已于今年4月發(fā)表在《化學(xué)》(Chem)雜志上。
從商店買來(lái)的永久性染發(fā)劑 “會(huì)在我們的頭發(fā)上發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)”,黃嘉興說(shuō)。其中的一些化學(xué)物質(zhì)不僅會(huì)損傷頭發(fā),還會(huì)刺激皮膚。黃嘉興指出,盡管研究人員還沒有搞清石墨烯對(duì)健康和環(huán)境會(huì)產(chǎn)生什么影響,不過這種新型染發(fā)劑不具有磨蝕性,并且石墨烯片比較大,不會(huì)通過毛孔進(jìn)入人體。此外,由于這種材料具有抗靜電的性能,因此還有額外的好處:防止頭發(fā)起靜電。
激光能把織物或者食品燒焦。不過如果小心控制,研究人員也可以用激光重新排列天然材料中的碳原子,從而形成石墨烯。
今年2月美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)旗下的 《ACS納米》(ACS Nano)雜志在線發(fā)表了一項(xiàng)研究,介紹科學(xué)家在衣服、紙張以及面包上“燒”出了石墨烯。這項(xiàng)技術(shù)或許能用于蝕刻電路,這種可被生物降解的電路可用作射頻識(shí)別標(biāo)簽,從而追蹤衣物或者紙幣。還可以制作可食用傳感器,指示水果是否成熟或受到污染。
該研究的通訊作者、美國(guó)萊斯大學(xué)(Rice U-niversity)的化學(xué)家詹姆斯·圖爾(James Tour)說(shuō),激光的強(qiáng)光和熱量能使碳原子重新排列,并讓它們彼此之間形成化學(xué)鍵。技術(shù)的關(guān)鍵是反應(yīng)要分步進(jìn)行。首先用激光打散材料原本的排列方式,形成無(wú)定形碳。隨后,再使用激光把碳原子按石墨烯獨(dú)特的蜂窩六邊形方式排列。
抓地力超強(qiáng)的石墨烯鞋或許今年就會(huì)面世。英國(guó)運(yùn)動(dòng)服飾公司Inov-8計(jì)劃銷售膠底摻有石墨烯的跑鞋,這樣的跑鞋更結(jié)實(shí)也更柔韌。
意大利制鞋公司Fadel則往前又邁進(jìn)了一步。該公司與意大利技術(shù)研究院 (Italian Institute of Technology)的研究人員合作,把石墨烯加入到Freshoes涼鞋的內(nèi)外鞋底。據(jù)說(shuō)這種材料可以抑菌排熱,從而保證腳部清涼。