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人人都在说的石墨烯到底是什么?

人人都在说的石墨烯到底是什么?科普贴!

石墨烯是一种神奇的材料。

它是仅由碳原子组成的二维晶体,只有一层原子厚度。

粗略比喻的话,石墨烯的厚度仅为纸张的百万分之一。

层层石墨烯叠加起来,就是石墨。

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用铅笔轻轻在纸上划一下,就可能留下几十层石墨烯。

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这么薄的石墨烯,却拥有“神奇材料“、“黑金“、“新材料之王“等称呼。

为什么呢?

因为石墨烯自带”材料王“属性

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01

高导电、导热性

石墨烯是目前为止电阻率最小的材料,比铜更容易导电、导热,是绝佳的导体。

02

坚硬

蜂巢状的碳结构让石墨烯比钻石还要硬,是钢材硬度的200倍;而比头发丝还细的石墨稀丝,可支撑一台钢琴的重量。

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03

高透明度

由于只有一层原子厚度,基本上98%的可见光都能穿过石墨烯。

04

轻薄

2013年,浙江大学研制的石墨烯气溶胶“碳海绵”可放在樱花上,是当年世界上最轻的固体。

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这些特点,使得石墨烯成为迄今最轻、导电性能最好的材料。

石墨烯其实一直存在,只是因其难以从石墨中分离出来,一直没有被大众所知。直到有一天……

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Prof. Konstantin Novoselov

Andre Geim

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历史的转折点

2010年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Prof. Konstantin Novoselov),用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,共同获得了当年诺贝尔物理学奖。

从他们成功分离出石墨烯的这一天起,全球的科学家和工程师们一直在努力研究,让石墨烯从实验室走进日常生活中,广泛应用于包括智能穿戴设备、生物医药、电子信息、电动汽车、储能设备等多种领域。

比如,

拥有高透明度和传导性的石墨烯可以被用在显示屏和触屏里

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也可以用在水过滤系统中,因为水可以通过石墨烯材料,但其他的液体、气体则不行

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健康医疗领域,最简单的比如今很多人都用护腰产品。传统的护腰产品升温慢、温度低、不便携带。而添加石墨稀因子的新型产品由内衬层、石墨稀加热膜层和外敷层组成,仅10秒就可将温度加热至35摄氏度。

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最火的就是石墨烯电池了。石墨烯可以替代传统电池里的石墨,大大提高效率。采用石墨烯电池的新能源汽车,可将数小时的充电时间压缩到短短一分钟以内 ,“充电八分钟,行驶1000公里“将不再是梦。

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而这些,多亏了当年分离出石墨烯的两位教授。

就在前两天,他们其中一位还来中国了!

Cooperation

强强联手,引领“神奇材料”颠覆性产业变革

诺沃肖洛夫教授在武汉

上周末,诺沃肖洛夫教授来到武汉,开启了我们在武汉的英国科学季活动。

在武汉大学,他给250多名来自武汉大学和曼彻斯特大学的校友带来了一场关于材料科技的讲座。

教授还去了英国驻武汉总领事卫亭瀚家里做客,跟湖北地区的年轻企业家们和顶尖科技公司面对面分享了他与石墨烯的故事,讲述他是如何走进石墨烯的世界的。

视频:诺奖得主口中的石墨烯

视频最后还有他对年轻人的小建议~

诺沃肖洛夫教授在天津

本周,他跟其他七位曼彻斯特大学的顶尖专家教授们一起来到了天津滨海高新区,为双方共同建立的石墨烯工程中心举行签约仪式。

仪式后,他们还一起探讨了包括石墨烯在电动汽车等领域应用的合作前景。

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在2015年习近平主席对英国事访问期间,专门去了曼彻斯特大学的国家石墨烯研究院*,听诺沃肖洛夫教授介绍石墨烯研究情况,并参观了石墨烯产品展示和生产石墨烯的地下超净实验室。(*国家石墨烯研究院成立于2013年,由英国政府联合欧洲研究与发展基金会共同出资成立。)

参观的过程中,习近平主席肯定了曼大国家石墨烯研究院在石墨烯领域的研究实力和国际影响力,同时指出中国是石墨资源大国,也是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一。中英在石墨烯研究领域完全可以实现“强强联合”。

诺沃肖洛夫教授说,

“石墨烯打开了巨大的潜在空间和机遇, 将广泛应用于电子通讯,物联网,电动汽车,储能等领域。中国有着巨大的人才优势,科技优势和市场优势,石墨烯产业在中国将有非常好的发展前景。”

P.S. 教授自己是个国画迷,非常喜欢中国的水彩画~

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诺沃肖洛夫教授在中国驻曼彻斯特的总领事李先生的官邸作画

未来,我们的生活中将离不开“材料王”石墨烯。

你希望看到它运用到生活中的哪些领域呢?

留言区交流起来~

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