什么是石墨烯?令人难以置信的神奇材料

近年来,对超材料石墨烯引起了很多关注。但是什么是石墨烯?好吧,想象一下一种物质比钢强200倍,但比纸轻1000倍。
2004年,来自曼彻斯特大学的两名科学家安德烈·盖姆(Andrei Geim)和康斯坦丁·诺维洛夫(Konstantin Novoselov)与石墨“一起玩”。是的,您在铅笔的尖端上找到的东西。他们对材料感到好奇,并想知道它是否可以一层将其删除。因此,他们找到了一个不寻常的工具:胶带。
Heim向BBC解释说:“您将胶带放在石墨或云母上,然后将其剥落。”石墨片从胶带上飞出。然后将胶带折成两半,然后将其粘在顶部纸上,然后再次将其分开。然后,您重复此过程10或20次。
“每次薄片分解成较薄且较薄的薄片。最后,薄片留在皮带上。您可以溶解胶带,所有东西都溶解。”
令人惊讶的是,磁带方法造就了奇迹。这个有趣的实验导致发现了单层石墨烯薄片。
2010年,海姆(Heim)和诺沃塞洛夫(Novoselov)因发现石墨烯而获得了诺贝尔物理奖(诺贝尔物理学奖),这是一种由六角形晶格排列的碳原子组成的材料,类似于鸡丝。
石墨烯如此令人惊奇的主要原因之一是其结构。单层原始石墨烯显示为在六角形晶格结构中排列的碳原子层。这种原子尺度的蜂窝结构使石墨烯具有令人印象深刻的强度。
石墨烯也是电气超级巨星。在室温下,它的电力比其他任何材料都更好。
还记得我们讨论的那些碳原子吗?好吧,他们每个人都有一个称为pi电子的额外电子。该电子自由移动,使其能够通过几层石墨烯进行传导,几乎没有电阻。
马萨诸塞州技术学院(MIT)对石墨烯的最新研究发现了一些几乎神奇的东西:当您稍微(仅1.1度)旋转两层石墨烯时,石墨烯就变成了超导体。
这意味着它可以无电阻或热量进行电力,从而为室温下的未来超导性打开了令人兴奋的可能性。
石墨烯最期待的应用之一是电池。由于其卓越的电导率,我们可以生产比现代锂离子电池更快且持续更长的石墨烯电池。
三星和华为等一些大型公司已经采取了这一道路,旨在将这些进步引入我们的日常小工具。
“到2024年,我们预计将有各种石墨烯产品投放市场,”欧洲石墨烯公司开展的一项计划。该公司正在共同项目投资10亿欧元。项目。联盟加速了石墨烯技术的发展。
旗舰的研究合作伙伴已经在创建石墨烯电池,比当今最佳的高能电池提供了20%的容量和15%的能量。其他团队创建了基于石墨烯的太阳能电池,这些太阳能电池在将阳光转化为电能方面效率高20%。
尽管有一些早期产品利用了石墨烯的潜力,例如头运动器材,但最好的尚未到来。正如法拉利(Ferrari)指出的那样:“我们谈论石墨烯,但实际上我们正在谈论正在研究的大量选择。事情正在朝着正确的方向发展。”
本文已使用人工智能技术进行了更新,并由Howstuffworks编辑进行了事实检查和编辑。
运动器材制造商Head使用了这种惊人的材料。他们的石墨烯XT网球球拍声称在相同重量下轻20%。这是真正革命性的技术!
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发布时间:11月21日至2023年