石墨烯材料的优缺点演示教学
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• 缺点一:环境污染风险
• 看到这里,觉得石墨烯几乎是完美无缺的吧。然而,近年来有研究发 现,如果人类偶然摄入了石墨可能是有毒的。
• 缺点二:技术困惑
• 作为工业技术,石墨烯看起来还有一些未能克服的困难。研究人员指 出,目前石墨烯的应用还是受限于材料生产,价格较贵,所以那些使用最 低级最廉价石墨烯的产品(譬如氧化石墨烯纳米颗粒),会最先面世,可能只 需几年;但是那些依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。 对于它能否取代现有的产品线,研究人员依然心存疑虑。
• 优点甚多,石墨烯的未来似乎“烯”望无限。随着科研发展,石墨烯已经 渐渐走出实验室,开始走入百姓生活。不久前在2015中国国际石墨烯创新 大会上,石墨烯理疗、保暖产品、LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯 防弹材料等20余种石墨烯产品全新推出。在石墨烯的诸多应用中,最受普 通大众关注和期待的,是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。看来, 你梦寐以求的那款透明薄片可折叠手机将不再只是个梦。
• 优点二:比钻石硬
• 虽然很薄,但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲,它强过钻石, “秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。 如果用一个平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克,可以承受1公 斤的重物。
• 优点三:比铜导电性好
• 而因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,为它带来了 全新的电学属性。“石墨烯电阻率极低,电子能在其中极为高效地移动, 这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研 究所研究员成会明说,如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使 用,可以增强储电设备的储电率,提高储电性能。
• 2014年,三星曾宣布发现新生产方法会将石墨烯应用于商业产品中,利用 石墨烯的延展性,三星认为可弯曲显示屏未来绝对不会仅仅是个噱头。近 日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸单 层石墨烯触摸屏,并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、 电脑的显示屏将超薄、超轻,可弯曲。还值得一提的是,石墨烯将有望在 环保领域进行应用。
• 我们知道金银铜三兄弟都是导电能手,现在石墨烯的导电能力也可以和 他们一较高下了。
• 优点四:比橡胶柔软
• 石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈•海姆这样描述 石墨烯:可以被无限拉伸,弯曲到很大角度不断裂。不仅如此。1克重的石 墨烯展开后面积为2630平方米!这么大的比表面积(物理用词:1克固体拥有 的总表面积)使其拥有超强的吸附性。
• 石墨烯,还有什么令人期待的?11月20日,工信部、国家发改委和科技部联 合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》。《意见》提出,未 来,石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施,以及新能源、新能 源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。而石墨烯薄膜、石墨烯 功能纤维的穿戴产品的开发,也让这一新材料更好地服务民生。
• 另一方面,如果商业领域过度夸大其神奇之处,可能会导致石墨烯 产业变成泡沫;一旦破裂,那么也许技术和工业的进展也无法拯救它。 所有的材料都有其适用范围:钢坚硬而沉重,木头轻便但易腐,就 算看似“万能”的塑料其实也是种种大相径庭的高分子各显神通。 或者,正如专家所示,石墨烯的真正潜能只有在全新的应用领域里 才能充分展现,而不是用来替代现有产品里的其他材料。至于眼下 的可打印、可折叠电子产品,可折叠太阳能电池,和超级电容器等 等新领域能否发挥它的潜能,就让大家拭目以待吧。
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石墨烯材料的优缺点
• 优点一:比纸张薄
• 2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈•海姆和克斯特亚•诺沃 消洛夫发现,他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他 们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕 开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄, 最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这么说吧, 石墨烯的厚度仅为普通纸张的十万分之一,裸眼几乎是看不到的。
• 悉尼科技大学科学家成功开发出一种超级材料——石墨烯纸,比起普通纸 张更薄,比钢铁更强硬十倍。石墨烯纸不仅更轻巧、更强硬、更灵活,还 是可回收和可持续制造的产品,既环保又低成本。此外,由于其拥有超强 的吸附性,因此,研究人员正在研究用它做过滤装置,用于污水处理等领 域。被科学家预言将“彻底改变21世纪”的