石墨烯在未来科技中的作用

石墨烯——一种具有广泛科学、工业和商业应用潜力的半金属材料——的故事既展示了人类研究的挫败感和可能性，也展示了我们按照自己认为合适的方式塑造周围世界的持续努力。尽管几个世纪以来以无意中产生的样品的形式被观察并从那以后被理论化，石墨烯作为一种可预测的制造材料仍然难以捉摸，直到20世纪末。

现在，由于在石墨烯开发方面的诺贝尔奖获奖工作，21世纪似乎即将进入石墨烯时代。尽管在将石墨烯融入当前技术方面仍然存在障碍，但科学家们相信这些障碍可以通过继续研究来克服。

以下是科学和工业领域，就石墨烯彻底改变其设计的潜力而言，这些领域被证明是最有希望的：

计算机

石墨烯既轻又强——事实上，它是目前科学界已知的最坚固、最薄的材料。它也是热和电的极好导体。这使得石墨烯成为取代硅作为制造计算机芯片材料的理想候选者。

那么问题是什么？制造石墨烯的既定方法——基本上一次去除一层石墨，直到剩下一层——既不高效也不划算。虽然制造石墨烯的替代方法，如化学气相沉积，是克服这一障碍的有希望的途径，因为化学气相沉积石墨烯涉及更实用的过程，但作为硅的替代品，这种材料仍然难以捉摸。原因很简单：与硅不同，石墨烯缺乏允许电流开关的频段间隙。然而，研究人员相信，这是他们将在短短几年内克服的一个障碍。

光学显示器

除了前面提到的神奇特性之外，石墨烯几乎是完全透明的。因此，它在液晶体显示器触摸屏上具有巨大的使用潜力。与目前用于触摸屏显示器的材料不同，基于石墨烯的屏幕具有弯曲的潜力，这使得半金属成为可折叠手机原型的重要组成部分。

过滤系统

石墨烯的另一个惊人特性是它能够让水通过，尽管它能抵抗大多数其他液体和气体。这使得石墨烯有可能在许多工业过程和系统中充当过滤器。由于石墨烯作为过滤器的复杂性相对较低，这仍然是利用半金属材料最有希望和最实用的方法之一。

电力储存

你可能已经知道，电池技术在过去20年左右的时间里并没有取得太大的进步。虽然计算机变得更小、更快、更通用，但我们为这些设备供电的方式却不是这样。下一个数十亿美元的技术繁荣无疑将来自新型和改进电池的开发。参与石墨烯开发的人认为，这种材料将在这一不可避免的突破中发挥重要作用；通过使用石墨烯作为阳极，科学家们已经能够设计更大的存储容量。这种注入石墨烯的电池技术被认为有望用于电动汽车以及我们的智能手机、平板电脑和其他设备。

虽然几个世纪以来一直受到科学家和研究人员的关注，石墨烯直到最近才被证明是一种可靠的可制造材料。此外，直到最近几年左右，才开发出制造石墨烯的实用方法。考虑到这一点，毫不奇怪，我们只处于石墨烯时代的开创性阶段。随着21世纪的继续，可以肯定地说石墨烯将发挥越来越重要的作用。