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石墨烯在很多領域發揮作用 生活中很常見

 人參與  2021-01-28 11:07:33   分類 : 科學探索  發布:admin

丝瓜视频app石墨烯是一種以sp²雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。

英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法。

 

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石墨烯有什么用

丝瓜视频app石墨烯能夠在非常非常多的領域發揮作用,這些領域小到衣服領域中人穿著的石墨烯內褲,大到生物醫學中用來拯救生命。

石墨烯通電后有效電熱能總轉換率達99%以上,再加上特殊的超導性,能夠保證發熱性能的穩定,所以非常適合應用與新型采暖行業。

石墨烯還有可能成為硅的替代品,制造超微型的晶體管,用來生產制造下一代的超級計算機,其穩定的碳元素以及更高的電子遷移率能夠使未來的計算機獲得更高的速度。

此外在生物醫學方面,細菌的細胞沒有辦法在石墨烯上生長,但是人類細胞卻不會受損,所以利用石墨烯的這一個特性可以用來制作繃帶、食品包裝等,還可以生產抗菌的醫護服裝、床上用品等等。

石墨烯優勢倍顯

丝瓜视频app石墨烯被稱為“黑金”,是世界上最薄、最堅硬的材料,也被譽為材料之王。如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床,可承受一只貓的重量,而其本身重量不足1毫克,只相當于貓的一根胡須。

任天令課題組成員、清華大學微納電子系喬彥聰博士對《中國科學報》介紹說,石墨烯單層厚度僅為0.34納米,大約為頭發絲厚度的20萬分之一,這也決定了它天然具有很好的柔韌性。

喬彥聰表示,石墨烯具有優異的導電性能,能夠作為生理電極監測心電圖、腦電圖等信號;通過結構設計還可以將石墨烯制備成多孔結構,將微弱的機械振動轉化為其電阻的變化,從而用于監測脈搏、呼吸、關節運動等力學信號;

不僅如此,石墨烯還擁有很高的熱導率,目前已經應用于華為MATE手機散熱之中。同時,它還能夠高效的將電信號轉化為熱信號,不僅能應用于柔性熱源,還可通過熱信號轉化為空氣振動從而作為柔性聲源。

丝瓜视频app“這些性能都決定了石墨烯可以作為多功能電子皮膚的材料。”喬彥聰表示,由于石墨烯為單原子層,其兩側都為表層原子,因此具有極大的比表面積,可以通過在其表面修飾抗體等測量血液汗液中的一些成分。

任天令課題組就將激光直寫石墨烯與超薄柔性襯底相結合,實現了類紋身石墨烯電子皮膚,整個器件像紋身一樣與皮膚形成緊密貼合,貼敷于皮膚上不影響正常生活,佩戴舒適。

丝瓜视频app任天令表示,由于在實際應用中,電子皮膚需要在大形變條件下工作,單層或少層石墨烯需要封裝、結構設計等方法才能穩定工作,所以在使用方面存在局限性。基于激光直寫方法制備多層石墨烯則可克服上述局限,不僅適用于大形變條件,還能根據個人喜好自行設計圖案,同時具有制備效率高、成本低等優勢。

目前,激光直寫石墨烯已經形成了一個完整的系統,可以高效率大面積制備多層多孔石墨烯,為電子皮膚器件的研發提供了材料基礎。

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