
交通安全铁路桥梁ღღ★,尊龙凯时人生就是博官网ღღ★,尊凯ღღ★,尊龙凯时人生就是博官网ღღ★!尊龙凯时人生就是博ღღ★,有这样一种坚韧的薄膜ღღ★,它能以一个铅笔尖的承受面ღღ★,撑住一头大象的重量ღღ★,而不会被戳破ღღ★,这种材料就是石墨烯ღღ★。石墨烯是人类历史上发现的首个二维元素晶体ღღ★,它几近透明ღღ★,却异常柔韧ღღ★,且能弯曲ღღ★。它的厚度仅为头发丝的二十万分之一ღღ★,强度却是钢的200倍ღღ★,有研究显示石墨烯是目前人类发现最薄ღღ★、强度最大ღღ★、导电导热性能最强的一种新型材料ღღ★,自2004年被发现以来ღღ★,在全世界备受推崇ღღ★,被认为是21世纪重大的科学发现之一ღღ★,是改变世界的一种材料ღღ★。
在新一轮产业升级和科技革命背景下ღღ★,新材料产业被视为推动未来高新技术产业发展的基石和先导ღღ★,将会对全球经济ღღ★、科技ღღ★、环境等领域的发展产生广泛而深刻的影响ღღ★。尤其是石墨烯“多才多艺”的性质使人们对其广阔的应用前景产生了无穷的想象尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,有的科学家认为未来技术革命最大的颠覆性事件之一ღღ★,可能就是石墨烯代替硅成为信息技术的基础材料ღღ★,石墨烯还可能在能源ღღ★、交通ღღ★、航空航天ღღ★、柔性电子和医疗保健等领域大放异彩尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★。中国是石墨资源大国ღღ★,也是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一ღღ★,有专家预测ღღ★,未来石墨烯每年将撬动万亿级的产业链ღღ★。作为一种新材料ღღ★,石墨烯究竟有哪些神奇之处?有哪些颠覆式的应用能影响和改变人们的生活?我国石墨烯产业应该如何健康发展?
石墨烯我们并不陌生ღღ★,铅笔芯是用黏土和石墨做成的ღღ★,当你写字的时候在纸上一划ღღ★,石墨片就会划下来ღღ★,变成我们可看到的字ღღ★。如果你写得特别轻ღღ★,说不定就能做出来单层的石墨片ღღ★,也就是石墨烯原神凝光肉身待客ღღ★。石墨烯号称“新材料之王”ღღ★,它是最薄的材料ღღ★,因为它只有一个原子层的厚度;同时它也是强度最大的材料ღღ★,理论上它的强度比钢还要强200倍;它也是导电性最好的材料ღღ★,热导性是遥遥领先的ღღ★。石墨烯还是完美的柔性透明材料ღღ★,柔韧性特别好ღღ★,可以轻易地被折叠ღღ★。它还是一种透明导电薄膜材料ღღ★,这也是石墨烯一个非常重要的特点ღღ★。
碳材料家族是“新兴”产业的摇篮ღღ★,催生了金刚石产业ღღ★、石墨产业ღღ★、活性炭产业ღღ★、炭黑产业和碳纤维产业ღღ★,也因此碳材料被认为是人类文明发展的助推器ღღ★。石墨烯作为碳家族材料中的新成员尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,因其拥有独特的物理性能而备受关注ღღ★。
从目前看ღღ★,石墨烯可用来制作保暖产品ღღ★、衣服等日用品;作为硅的替代品ღღ★,石墨烯可制造超微型晶体管以及新一代电子元件ღღ★,石墨烯运用在计算机芯片上ღღ★,能大幅度提高计算速度;石墨烯还适合用来制造透明触控屏幕ღღ★、发光板ღღ★、太阳能电池板等产品ღღ★。从未来看ღღ★,石墨烯将在电子信息ღღ★、新能源ღღ★、航空航天ღღ★、柔性电子及储能ღღ★、海洋工程防腐等领域发挥重大作用ღღ★。
石墨烯有三种不同的形态ღღ★:一种是粉体ღღ★,一种是薄膜ღღ★,还有一种是纤维ღღ★。材料形态不同ღღ★,用途也不一样ღღ★。
石墨烯在大健康和电热领域有着广阔的应用前景原神凝光肉身待客ღღ★。石墨烯是非常理想的远红外辐射材料ღღ★,石墨烯的波长是3—15微米左右ღღ★,人体发射的红外频谱和石墨烯基本上是类似的ღღ★,有人说石墨烯能够发射生命光波ღღ★,就是这个意思ღღ★。这种光波被人体吸收之后ღღ★,可以提高免疫力ღღ★,改善血液循环ღღ★,甚至会增强新陈代谢ღღ★。石墨烯发热效率非常高ღღ★,尤其是电热响应速度非常快ღღ★,这是比其他材料优越的地方ღღ★。它的电热转换效率高达90%以上ღღ★,电能转换成热能效率高ღღ★,就意味着可以节能ღღ★、节电ღღ★,这是石墨烯作为电热和大健康材料一个非常重要的优点ღღ★,实际上现在国内很多企业都在做这类产品的研发工作ღღ★。北京石墨烯研究院发明的一种石墨烯玻璃纤维材料ღღ★,这种材料看起来就像一块布ღღ★,加上电压之后ღღ★,就可以作为加热片ღღ★,像电阻丝那样去把水烧开ღღ★。它最大的特点是升温速度特别快ღღ★,加上24伏的电压ღღ★,在20秒左右的时间温度可以升到900度ღღ★,电热转换效率超过90%ღღ★,这比普通的电阻加热高很多ღღ★,利用这种材料可以大幅度地节能ღღ★、节电ღღ★。
石墨烯在汽车领域也有着很广阔的应用前景ღღ★,用石墨烯这种复合材料做汽车车身ღღ★,可以让汽车变得更轻ღღ★、更节能ღღ★,跑得更快ღღ★。实际上ღღ★,英国已经推出了用石墨烯复合材料做的汽车ღღ★。
在中国石墨烯用途最多的是石墨烯电池ღღ★。从严格意义上讲尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,不能叫石墨烯电池ღღ★,其实就是锂离子电池掺上一点石墨烯ღღ★,改善它的性能ღღ★。怎么让汽车的续航里程更远?让汽车充电更便捷ღღ★、更快速?从原理上讲ღღ★,石墨烯的确可以在这方面起到一定的作用ღღ★,但是我们还不能过度期待ღღ★。石墨烯的确对于电池的能量密度会有所提升ღღ★,对充电速度可以有所改善ღღ★,充电可以变得更快ღღ★,但是实际效果还不像宣传那样好ღღ★。
石墨烯恬静低调ღღ★,把胜过钢铁200倍的“坚强”ღღ★,“掩藏”在黑黝黝的石墨易脆外表之下;柔顺且富有可塑性ღღ★,通体透明能被一眼看穿ღღ★,却只吸收微弱的光线ღღ★。这些“非凡”之处给人们打开了一扇新的大门ღღ★,进入了一个全新的世界ღღ★。科学家们认为未来石墨烯会有很多科幻级的应用ღღ★,如石墨烯电极可做大脑的接口ღღ★,实现人机交互;石墨烯“人工喉”能使失语患者开口说话ღღ★。甚至还可以借用“人工喉”的方法ღღ★,把动物的语言转换成一种相同话语ღღ★,让人类听得懂原神凝光肉身待客ღღ★。这些既有趣味性ღღ★,又有些科幻性的应用ღღ★,将打开我们对这一新材料崭新的认知空间ღღ★。
石墨烯可以做传感器ღღ★。比方说有人用石墨烯做电子鼻ღღ★,能够检测出极低水平的有害气体ღღ★,像二氧化碳ღღ★、臭氧等ღღ★,用石墨烯传感器就可以检测出来ღღ★。石墨烯的压力感应鞋垫是剑桥大学石墨烯中心推出来的试验性产品原神凝光肉身待客尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,这种鞋垫穿上之后可以随时跟踪足部的压力分布ღღ★,像运动员想提高运动水平ღღ★,就要分析这些数据ღღ★,反馈之后可以进一步提升运动水平ღღ★。石墨烯如果做成智能贴ღღ★,贴到胳膊上就可以检测血压ღღ★、脉搏ღღ★、体温等ღღ★,石墨烯在这方面有很好的应用前景ღღ★。石墨烯可以做触摸屏ღღ★,因为它是透明导电薄膜ღღ★。手机的触摸屏一般是用氧化铟锡(ITO)玻璃做的ღღ★,ITO玻璃是一种铟掺杂的二氧化锡玻璃片ღღ★,铟是一种稀有的金属元素ღღ★,它的储量有限ღღ★,成本也比较高ღღ★。ITO是一种玻璃片ღღ★,它的柔性很差ღღ★,石墨烯恰恰可以弥补这一点ღღ★。碳不能说取之不尽用之不竭ღღ★,但是跟铟相比在地球上的储量是非常大的ღღ★。超薄柔性ღღ★、高导电性和高强度使得石墨烯可以做未来的触摸屏ღღ★。石墨烯的透光率非常好ღღ★,透光率好意味着手机屏幕的可视性会非常好ღღ★,看得更清楚ღღ★。现在传统的触摸屏在酸碱条件下是不稳定的ღღ★,石墨烯没有这种问题ღღ★,即便是在苛刻的环境下它也很稳定ღღ★,受环境的影响比较小ღღ★,从这个意义上讲石墨烯在触摸屏领域有非常好的应用前景ღღ★。
石墨烯还是理想的可穿戴技术的支撑材料ღღ★。用石墨烯可以做机械臂ღღ★,石墨烯能起到传感器的作用ღღ★,可以指挥驱动机械手去发挥它的功能ღღ★。石墨烯和下一代超快通信技术也是密切相关的ღღ★。石墨烯迁移率特别高ღღ★,比传统的硅材料要高几十倍ღღ★,甚至更高ღღ★,可以用它做更为强大的网络ღღ★,和现有的技术相比提高将近一个数量级ღღ★,用石墨烯可以做太赫兹通信ღღ★、超快光通信器件ღღ★。这些都是人们正在研发的领域ღღ★。
石墨烯复合材料是航空航天领域的新宠ღღ★。海代尔公司复合材料研究中心已经把石墨烯用到无人机上了尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,轻质高强的石墨烯复合材料现在已经被用于提高无人机的螺旋桨叶片的机械性能和热传导性能ღღ★。北京石墨烯研究院正在研发航空轮胎ღღ★,一般情况下ღღ★,飞机在起降的时候是特别费轮胎的ღღ★,像国产的轮胎起降三五十次可能就要换轮胎ღღ★,有了石墨烯之后ღღ★,就可以大幅度提高轮胎的寿命ღღ★。石墨烯还可以作为高温合金的增强剂来使用ღღ★,把一定量的石墨烯掺到高温增强合金里面ღღ★,就可以大幅度提高高温合金的性能ღღ★,在航空发动机里面可能有很好的应用ღღ★。
随着石墨烯材料研发的进展ღღ★,人们也在寻找各种各样的办法去做出特殊的石墨烯材料ღღ★。这些新材料的出现都会进一步加速石墨烯的实用化进程ღღ★。
石墨烯作为21世纪的新材料之王ღღ★,它的发现已经引发了全世界的关注ღღ★,世界上很多国家都将石墨烯作为高技术发展的战略制高点ღღ★,欧盟率先在2013年启动石墨烯旗舰计划ღღ★,斥资10亿欧元推进石墨烯材料的产业化发展ღღ★。在美国ღღ★,包括IBMღღ★、英特尔ღღ★、波音等国际大公司ღღ★,都投入大规模科研力量进行石墨烯的研发并已形成相对完整的产业链ღღ★。日本日立ღღ★、索尼ღღ★,韩国三星集团等大企业也都投入了大量资金和人力ღღ★,从事石墨烯的基础研究以及应用开发ღღ★。
作为石墨烯原材料之一的石墨ღღ★,中国具有巨大的资源优势ღღ★,中国在石墨烯领域论文发表数量以及专利申请数量都是全球最多ღღ★,基础研究与产业化力量在全球处于第一梯队ღღ★。从2010年开始ღღ★,中国石墨烯相关企业呈爆炸式增长ღღ★,数据显示ღღ★,我国石墨烯行业相关企业注册量于2019—2021年呈增长趋势ღღ★,2021年企业注册量为13665家ღღ★,较前年上升了5830家ღღ★。截至9月23日ღღ★,2022年新增企业注册量为11668家ღღ★。全球第一条和第二条真正实现规模化的石墨烯生产线也诞生在中国ღღ★。但是ღღ★,目前中国石墨烯产业发展“喜忧参半”ღღ★,中国石墨烯生产企业主要以初创期的中小微企业为主ღღ★,产品以实用性品种居多ღღ★,同质化竞争严重ღღ★,高端研发方面相对欠缺ღღ★。石墨烯材料的开发应用如何逾越理想与现实之间的鸿沟?如何寻找到真正“杀手锏”级的用途?
国外特别重视石墨烯的一些基础研发平台的建设ღღ★。一个典型的例子ღღ★,在石墨烯诞生地——英国曼彻斯特大学ღღ★,两位科学家牵头成立了国家石墨烯研究院ღღ★,进行基础研发工程应用ღღ★,把大家整合起来一起往前走ღღ★,推进石墨烯的产业化ღღ★,这是国外石墨烯研发领域一个重要特点ღღ★。中国各级政府也认识到了平台的重要性ღღ★,北京市推动成立了北京石墨烯研究院ღღ★,这是由北京大学牵头成立的一个新型研发机构ღღ★。
中国其实在粉体石墨烯材料方面ღღ★,产能已经达到了每年5000多吨ღღ★,国外的产量加在一起也没有我们多ღღ★。在薄膜石墨烯方面我国的产能已经达到了650万平方米尊龙凯时人生就是博·官方ღღ★,产能已经开始过剩了ღღ★,这是现在存在的一个非常大的问题ღღ★。
对于石墨烯材料来说ღღ★,理想与现实之间还有一道鸿沟ღღ★,需要花大气力去弥补原神凝光肉身待客ღღ★、去跨越这道鸿沟ღღ★。石墨烯材料必须找到它真正的“杀手锏”级的用途ღღ★。把石墨烯作为添加剂去改善性能ღღ★,这谈不上是“杀手锏”级的用途ღღ★。真正的“杀手锏”级的用途其实会带来传统产业的升级换代ღღ★,甚至创造全新的产业ღღ★。
石墨烯新材料研发充满着机遇ღღ★,更充满着挑战ღღ★,中国目前处于第一方阵ღღ★,我们具有全球最大规模的基础研究团队ღღ★,也拥有全球最活跃的产业研发团队ღღ★。对于石墨烯产业来说不能只关注现在ღღ★,否则会丢掉未来原神凝光肉身待客ღღ★,让我们共同努力ღღ★,打造石墨烯产业光明的未来!
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