如果你可以选择一种材料的超能力，你会选择什么？超人力量？完美的导电性？极端的灵活性？如果我们告诉您已经存在一种具有所有这些特性以及更多特性的材料，该怎么办？欢迎来到石墨烯的世界，这种材料正在我们眼前（有时甚至在我们鼻子上方）悄悄地革新技术。
从智能手机的电池到未来的医疗传感器，石墨烯正在改变众多领域的游戏规则。正如伟大革命所发生的那样，不乏争议和恐惧。让我们一起探索这些材料背后的真相，正如它所讨论的那样充满希望。
石墨烯：材料世界中被误解的天才
是否有一张纸如此薄，只有一个原子厚，却又如此坚固，可以支撑大象的重量而不破裂？如果我们知道如何生产它，它肯定会存在，因为这正是石墨烯可以做到的。这种材料于 2004 年由 安德烈·海姆 e 康斯坦丁·诺沃肖洛夫 （这就是为什么 他们于2010年获得诺贝尔奖），简单来说就是 以六方晶格排列的碳原子片。 但不要被它表面上的简单性所迷惑。石墨烯是真正的大自然奇迹。请原谅我重复一遍，这种材料具有超乎想象的特性。你不相信吗？在这里听：
- 这是关于 比钢强200倍;
- 这是一个 电和热的优良导体;
- È 几乎完全透明 （你知道吗？真诚的）；
- È 令人难以置信的灵活性和弹性。
有了这样的记录，石墨烯被称为“奇迹材料”也就不足为奇了。如此“神奇”，以至于有些人根本不相信奇迹。此外，我也不喜欢这个词，我以广告商和普及者的双重角色告诉你：通常，技术的不正确传播是其传播的第一个障碍。
从实验室到阴谋论：石墨烯的奥德赛
近年来，石墨烯已经从一种过剩走向了另一种过剩。好吧，这一发现令人兴奋，但如果这种材料从被誉为现代技术的圣杯变成了被描绘成用于“控制”人类的危险物质，那么一定出了问题。我们是如何走到这一步的？
事实是，石墨烯，像许多先进技术一样， 他成为了自己复杂性的受害者。 它的纳米性质和近乎“神奇”的特性使其成为那些试图用简单、容易的阴谋论解释复杂现象的人的一个容易的目标。然而，尽管有些人担心这个“可怕的怪物”，但世界各地的科学家和工程师二十年来一直在不知疲倦地工作，以利用石墨烯的潜力来改善我们的生活，并解决人类面临的一些最紧迫的挑战。让我们来了解一下石墨烯的一些最新和最有前途的应用。
未来的电子产品：当石墨烯遇上半导体
电子学是石墨烯展现出巨大潜力的领域之一。最近，研究人员从 佐治亚理工学院 他们发展了 第一个功能性石墨烯半导体 在碳化硅上。这一进步可能为新一代更快、更高效、更灵活的电子设备铺平道路。
“这一进步可能会引发电子领域的革命，从而能够创造出将石墨烯的灵活性与传统半导体的处理能力相结合的设备，”参与该研究的研究人员之一沃尔特·德希尔教授解释道
但惊喜还不止于此。另一项研究发表于 自然 发现了双层石墨烯的一个意想不到的特性： 非常规铁电性。 这是什么意思？简而言之，石墨烯可以在没有外部电场的情况下表现出层间自发电荷分离，挑战了有关铁电系统的现有假设。
这种新特性可能会导致信息处理领域的进步，特别是在 神经形态计算。 我在说 与人脑类似的计算机，以前所未有的速度和效率。石墨烯可能是开启未来的关键。
能源和电池：石墨烯来救援
在能源领域，石墨烯在提高电池性能方面展现出巨大潜力。其高比表面积和优异的导电性使其成为提高存储容量和充电速度的理想选择。
NanoXplore 公司 最近推出了 一种干燥、经济且可扩展的石墨烯生产工艺。这个方法 资本成本降低近 50% 与传统的液体剥离相比，需要低品位废石墨作为原料，使其更具可扩展性和环保性。
“我们的工艺不仅使石墨烯生产更便宜，而且更具可持续性”，NanoXplore 首席执行官索鲁什·纳扎普尔说 , “我们确实正在将废物变成黑金。”
想象一下未来，您的电动汽车只需几分钟即可充电，或者您的智能手机一次充电可使用数周。有了石墨烯，这个未来可能比你想象的更近。
医学和生物技术：石墨烯为健康服务
石墨烯在医学领域的应用是最令人兴奋和最有前途的。与将石墨烯描绘成危险物质的阴谋论相反，石墨烯渴望实现令人难以置信的正常状态。任何物质所享有的东西都可以用来行善或作恶，在这一点上它是区分和辨别的对象。它不是为了毁灭地球而开发的“妈妈男孩”，事实上，它显示出改善多种疾病诊断和治疗的巨大潜力。
最近发表在 自然纳米技术 介绍 EGNITE（用于神经接口的工程石墨烯）, 基于石墨烯的创新神经技术。该技术采用灵活、高分辨率的石墨烯植入物，微电极小至 25 μm，提供低阻抗和高电荷注入，这是有效神经接口的关键特性。
“EGNITE 可以彻底改变帕金森病或癫痫等神经系统疾病的治疗，”参与该研究的一位神经科学家解释道。 “石墨烯远不是一种精神控制工具，它可以帮助数百万人重新掌控自己的生活。”
其他研究正在探索使用石墨烯进行靶向药物输送、超快 DNA 测序以及超灵敏生物传感器的开发。例如，韩国研究人员开发了一种室温自激活石墨烯气体传感器，并用氧化镍纳米颗粒进行功能化。这种高度选择性的氨敏感传感器可应用于食品质量监测和用于监测空气质量的可穿戴设备。
先进材料：当石墨烯遇见现实世界
石墨烯独特的机械性能使其成为开发先进复合材料的理想选择。即使在塑料、金属或其他材料中添加少量石墨烯，也可以显着提高其强度或减轻其重量。
萨尔根克斯 正在扩大其用途 石墨烯涂层砂 以及从先进电池系统到建筑行业的硬碳。这种石墨烯涂层砂可以提高混凝土的导电性、机械强度和耐久性，从而能够创造出 一种“智能混凝土”，能够实时监测结构健康状况、检测应力和裂缝并支持预测性维护。
“想象一下可以‘说话’的建筑物，在出现严重问题之前告诉我们何时需要维护，”他说 马克·汤普森，Salgenx 总工程师。 “这就是石墨烯应用于现实世界的力量。”
未来的挑战和前景：广泛采用之路
尽管潜力巨大，但石墨烯在大规模商业应用中广泛采用之前仍需克服挑战。这些包括：
- 花费的时间 生产;
- 方法的改进 规模化生产；
- 精确控制 石墨烯的特性。
- 安全和长期环境影响综合评估
然而，石墨烯研究和创新的步伐令人印象深刻。新的发现和应用不断涌现，突破了众多技术和科学领域的可能性界限。
结论：从妖怪到希望的一步并不短
石墨烯不是黑暗的威胁，而是照亮通往更先进、高效和可持续技术未来之路的明亮之光。我们将有越来越多的革命性创新来改变我们生活的世界。
当然，20 年的反信息是一个沉重的负担：下次当您听到石墨烯时，不要担心想象中的阴谋，而是尝试想象这种材料可以提供的令人难以置信的可能性。
正如他曾经说过的 Albert Einstein” “想象力比知识更重要。知识是有限的，想象力拥抱世界，刺激进步，催生进化。”石墨烯是科学想象力如何转化为改善我们生活的有形现实的完美例子。
詹卢卡·里乔（Gianluca Riccio）Melancia adv 创意总监、文案撰稿人和记者。它是意大利未来研究所、世界未来协会和 H+ 的一部分。自 2006 年以来，他负责指导意大利未来学资源 Futuroprossimo.it。它是 Forwardto 的合作伙伴 – 针对未来情景的研究和技能。
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