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石墨烯将用于打造各种创新技术!  

2015-08-30 20:57:13|  分类: 纳米技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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石墨烯将用于打造各种创新技术! - 舜筌 - 微尘舜筌

 石墨烯是有史以来世界上最薄却最强大、最柔软的材料之一。

碳原子的一个简单片层晶格却有令人难以置信的热和能量传导性能,使它有潜力颠覆机械到医学电子工程和物理领域等。同时它的应用似乎也是无穷无尽的。

但是有一个问题:目前还没有人想出如何将石墨烯变成随时可用的产品或技术。而科学家们也正在努力地尝试。

从石墨烯“折纸”到智能伪装,科学家正试图以一些创新的方式将这种多功能材料用于创造新技术。

微小的身体部件

Paul McEuen,康奈尔大学的一个物理学家,已经开始利用石墨烯像纸一样的特性将其折叠成不同的形状并按一定的方法对它进行剪切,制成3D“剪纸”结构。



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McEuen通过将石墨烯微观片切成约人类头发宽度的长度,正建设复杂的可拉伸和折叠的石墨烯结构。


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这些结构包括微小的分子弹簧,可以自伸展凝聚的DNA分子去读取他们的代码,或者找出链中的异常;或者它们可以用于制成少量材料,用来测量通过脑细胞的电流脉动。cEuen还设想,未来迷你石墨烯盒子可以携带药物穿梭到身体的特定部位。

柔韧、快如闪电的手机充电器

石墨烯将用于打造各种创新技术! - 舜筌 - 微尘舜筌

 由于石墨烯是一种良好的导体,它也可以被设计成一个灵活的电池缝入你的衣服。

对于用作电线的石墨烯片,JoshuaGoldberger,俄亥俄州立大学的一个化学家,设想如果你可以在石墨烯外做一个导体,然后将它与电路的其他主要部件结合起来 – 一个绝缘体和一个半导体 - 你就可以建立柔韧的电子电路在你走路时来给你的手机充电,而无需将其插入电源插座。

内置到你衣服里的电池将比这些牛仔裤上的笨重充电器好多了。

强大的电池取代者

石墨烯将用于打造各种创新技术! - 舜筌 - 微尘舜筌

 我们的现代配件变得越来越小,功能越来越强大,但他们的供电电池并没有跟上步伐。随着对大型电子项目感兴趣的越来越多- 像电动汽车和可再生能源,如风能和太阳能,他们也需要更高容量的电池。为了解决这个问题,研究人员正在想基于石墨烯来制定一些相应解决方案。

目前的电池效率不高 - 它们需要很长的时间进行充电,并趋向于过热,这会浪费其存储的大量能量。由于石墨烯能有效地传导电,不容易出现过热,注入它的电子不会碰到现如今小器件遇到的能量损失问题。

科学家认为,石墨烯基电池能用很少的输入功率、较少的能量损耗,以光速充电 – 以秒钟或分钟的量级,而不是通常所需的4小时。

曼彻斯特城市大学的研究人员们希望能3D打印这种可以大大提升电池存储能力的石墨烯基“超级电池”。其他团队也希望用石墨烯替代锂离子电池的阳极和阴极。加州大学洛杉矶分校的一个小组正在开发理论上充电可以比传统电池快100到1000倍的石墨烯基超级电容器和准电容器。

聪明的伪装

石墨烯将用于打造各种创新技术! - 舜筌 - 微尘舜筌

 瑞典科学家正在开发石墨烯的潜力,用于军用船舶、飞机和制服的伪装。另一个加州大学洛杉矶分校的团队正在开发一种胶带,可以伪装物体,不被红外摄像机看到。该方法包括喷涂一种借鉴鱿鱼伪装能力的化学物质到含石墨烯的粘性表面上。

除了伪装材料,科学家们还可以利用这种先进的胶粘剂技术来涂覆玻璃窗,以使他们更好地反射热量,或将其织成衣服使其具有“适应”温度的能力,并按照你的需要来制热或制冷。

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