石墨烯改变一切的 15 种方式

石墨烯是一种独一无二的材料。它被誉为奇迹，并将彻底改变我们生活的几乎每一部分。¹但石墨烯的确切特性是什么，它将如何改变我们的世界？

石墨烯有什么特别之处？

2004 年，曼彻斯特大学的研究人员成功地从石墨中提取出了一个原子厚度的二维晶体石墨烯。²

这就是石墨烯：^{3, 4}

• 世界上已知的第一种二维材料
• 有史以来最薄最轻的物体- 比头发丝还要细一百万倍
• 世界上最坚固的材料，硬度超过钻石，强度是钢的 300 倍
• 可弯曲，可随意变形
• 导电性好，比铜强得多
• 透明材料

这些独特的性质赋予了石墨烯无穷的能力，但它究竟能用来做什么呢？

改变世界的石墨烯产品

我们总结了石墨烯可以开拓甚至取代我们生活中不同领域的新市场。

新一代电子产品

• 01 柔性和可折叠屏幕

石墨烯的柔韧性可以让手机缠绕在手腕上，电视屏幕可以像报纸一样卷起来。

• 02 增强型电池

电池只需几秒钟就能充电，而且续航时间更长。电池轻便灵活，可以缝在衣服里，用来测量心率和预测健康问题。^{5, 6, 7}

• 03 闪电高速计算机

石墨烯晶体管可取代硅，工作频率可达100 GHz。目前的处理器工作频率为 2.9 GHz。^{8, 9}

创新运输

• 04 无锈的未来

在涂料中涂覆石墨烯可防止船舶和汽车的老化。¹⁰

• 05 节能汽车

将热量转化为能量，可为空调、动力转向或汽车电池提供动力。¹¹

• 06 更快、更轻的飞机

用石墨烯制成的结构组件重量极轻、燃料效率极高。¹²

改变游戏规则的运动

• 07 网球拍

HEAD 生产的球拍采用石墨烯材料，可将重量分散到需要的地方，从而实现终极性能。¹³

• 08 自行车头盔

Catlike 使用石墨烯来保护自行车手的头骨，使其具有最大的耐用性和最小的重量！¹⁴

• 09 滑雪板

石墨烯能使滑雪板更坚硬而灵活，并且更轻、更易控制、更平衡。¹⁴

变革性医疗技术

• 10 替代神经

利用三维生物打印技术，替代神经将利用石墨烯的机械强度和导电性。¹⁵

• 11 癌症杀手

氧化石墨烯可作为一种抗癌剂，选择性地靶向癌症干细胞，从而缩小肿瘤。¹⁵

• 12 夜视隐形眼镜

这种超薄灵活的材料可以取代士兵和间谍使用的笨重夜视仪。¹⁶

地球节约解决方案

• 13 保护农作物免受有害气体的危害

石墨烯传感器可以检测到微小的危险颗粒，让农民采取相关措施。¹⁷

• 14 储存风能和太阳能

曼彻斯特大学正在研究石墨烯储存风能或太阳能的潜力，以提供清洁能源。⁵

• 15 清洁饮用水

氧化石墨烯形成了一道屏障，将水与污染物隔离开来，可为发展中国家的数百万人提供洁净水。¹⁸

总结

石墨烯的功能似乎是无限的。石墨烯的巨大强度、超薄性和导电性意味着，随着研究的不断深入，我们很快就能看到我们从未想象过的技术。

参考

1. Ramirez, A. (2015). This is the ‘Miracle Material’ That Will Change Everything. time.com
2. University of Manchester. The Story of Graphene. manchester.ac.uk
3. University of Manchester. (2015). Graphene explained. Youtube.com
4. Sanderson, H. (2016). Ride into the future on bike tyres made from graphene. ft.com
5. University of Manchester. Energy. manchester.ac.uk
6. Pulcu, E. (2016). The Age of Graphene and how it will transform our mobile experiences.androidauthority.com
7. Rogerson, K. (2016). Is Smart Clothing the Future of Wearable Tech? veinteractive.com
8. Parkinson, D. (2015). What’s the difference between an Intel Core i3, i5 and i7? pcworld.ig.au
9. Bourzac, K. (2010). Graphene Transistors that Can Work at Blistering Speeds. technologyreview.com
10. University of Manchester. Composites and Coatings. manchester.ac.uk
11. Phys. (2016). Graphene device puts fuel-efficient cars in pole position. phys.org
12. University of Manchester. (2010). Graphene makes light work of aircraft design.manchester.ac.uk
13. Limer, E. (2013). Graphene’s Newest Trick is Improving Your Tennis Game. gizmodo.com
14. Basile, D. (2016). 3 Ways Graphene is Revolutionizing Sports Gear. linkedin.com
15. Peleg, R. (2015). Graphene: The Next Medical Revolution.medgadget.com
16. Nield, D. (2015). Graphene can create super-powerful night vision lenses that are just one atom thick. sciencealert.com
17. University of Manchester. Sensors. manchester.ac.uk
18. University of Manchester. Membranes. manchester.ac.uk
19. Burton, B. (2016). First use of graphene to detect cancer cells. news.uic.edu
20. Pease, R. (2014). Graphene. bbc.com