如果要說時(shí)下哪些新裝備最火，你一定會(huì)想到無人機(jī)和機(jī)器人。 如果說有什么新技術(shù)是最熱門的，那毫無疑問就是3D打印。 新材料呢？ 很多人都會(huì)想到“石墨烯”。

據(jù)已知資料，其長度僅為頭發(fā)絲的1/200,000，硬度卻是鋼鐵的200倍。 它是世界上已知的最薄、最輕、最強(qiáng)的材料。 現(xiàn)在有一些公司聲稱將使用石墨烯打造快速充電手機(jī)，只需20秒即可將手機(jī)充滿電，甚至還有公司聲稱推出了基于石墨烯的文胸內(nèi)衣保健產(chǎn)品。 那么石墨烯有何神圣之處呢？

△央視新聞視頻：石墨烯有多神奇？

走近人類夢想的“稀有元素”

在電影《阿凡達(dá)》中，編劇通過筆記本特技向我們勾勒出一個(gè)虛構(gòu)的星球——潘多拉星球。 強(qiáng)大的人類艦隊(duì)跨越數(shù)光年來到這里，破壞這里的生態(tài)，屠殺原住民，以獲取這個(gè)星球上的一種特殊資源：元素。

影片中閃現(xiàn)的這種特殊材料被稱為，直譯成英文，雖然它被稱為“稀有元素”。 這不是一句廢話。 在民航領(lǐng)域，人們用“稀有元素”來形容性能完美的材料，例如輕如空氣，堅(jiān)硬如鋼。

而昨天，一種全新的材料正在逼近人類夢想中的“稀有元素”，它就是石墨烯。 石墨烯和我們常見的石墨棒、筆芯一樣，都是由碳原子組成的，但它只是在平面上由一層碳原子組成。 可以說它的特點(diǎn)就是薄，薄到不能再薄。 同時(shí)，石墨烯也是導(dǎo)熱的前身，比導(dǎo)熱性最強(qiáng)的金屬銀強(qiáng)10倍。

科學(xué)家粘合石墨烯榮獲諾貝爾獎(jiǎng)

石墨烯是新材料之王，被譽(yù)為“黑金”。 據(jù)說21世紀(jì)的新工業(yè)革命就是以此為指導(dǎo)的。 石墨烯真有那么神奇嗎？ 人類是如何制造這些材料的？

簡而言之，要制造石墨烯，必須將石墨變薄，不是通過切割或研磨，而是通過粘貼。 2004年，美國伯明翰學(xué)院的兩位科學(xué)家安德烈·海姆（ Geim）和克斯特亞·諾沃肖洛夫（ ）嘗試用膠水粘住“石墨烯”。 別小看這個(gè)方法，兩位科學(xué)家因這一發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。 這樣的膠水怎么能用來生產(chǎn)這些革命性的新材料呢？ 看看衛(wèi)視記者的現(xiàn)場測試。

中電科五十五研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中級工程師吳云博士：“這是一小塊石墨，我們把它粘在膠水里，一小塊就夠了，然后我們在上面做一個(gè)重疊的撕裂。”它。拉?！?/p>

記者：“我覺得一件變成了兩件?！?/p>

吳云醫(yī)生：“會(huì)越來越瘦的?！?/p>

記者：“這樣的情況一般會(huì)重復(fù)多少次？”

吳云醫(yī)生：“這個(gè)一般要重復(fù)四十、五十遍?！?/p>

粘貼半小時(shí)后，膠水上布滿了紅色石墨。 隨后，吳博士用膠水將石墨轉(zhuǎn)移到干凈的晶圓上。 吳博士提醒我們，今天我們看到的并不是石墨烯，因?yàn)槭┓浅１?，長度還不到眉絲的萬分之一，但它卻能透過97%以上的光，幾乎完全透明。 肉眼根本看不到它，想要找到它，需要技術(shù)手段。

石墨烯將如何改變未來的生活？

① 手機(jī)充電可“秒充”

僅僅生產(chǎn)還不夠，還要符合生活。 雖然廣大民眾最關(guān)心和期待的是石墨烯可能會(huì)改變手機(jī)的充電方式。 未來的石墨烯電動(dòng)板可以讓手機(jī)等電子設(shè)備充電更快、容量更大、壽命更長。 據(jù)悉，電動(dòng)汽車的充電問題也可以輕松解決。

②石墨烯替代硅電子芯片性能提升

電子芯片的基本材料是硅。 然而，隨著芯片上的元件越來越密集，最高端芯片上兩個(gè)元件之間的距離已經(jīng)不足10納米，這幾乎已經(jīng)達(dá)到了硅材料的極限。 如何持續(xù)提升業(yè)績？ 中國研究人員已經(jīng)開始嘗試用石墨烯部分替代硅的作用。

中國電科五十五研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任孔躍嬋博士：“理論上，石墨烯制成的元件頻率可以達(dá)到硅的十倍甚至上百倍，可以應(yīng)用于雷達(dá)，極大地提高了器件的性能?！碧岣呃走_(dá)的性能?！?幀率。 它在通信和成像領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?！?/p>

③石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)使電子元件可彎曲

此外，中國研究人員正在做另一件大事。 他們將石墨烯附著在長度僅為50納米的金箔上，然后使用一種新方法將石墨烯完整地轉(zhuǎn)移到厚塑料片上。

這就是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)。 通過這種獨(dú)特的秘密技術(shù)，可以在這種塑料片材上生產(chǎn)具有一定功能的電子元件。 最重要的是，這樣的電子元件可以很容易地彎曲。 未來，無論是可折疊顯示屏，還是只能植入人體的可穿戴設(shè)備，都離不開這樣的石墨烯組件。 利用石墨烯制造新一代芯片，也將使我國芯片制造與汽車見面，有望躋身世界先進(jìn)水平。

石墨烯給我們的生活帶來希望：手機(jī)充電可以“秒充”； 手機(jī)屏幕可以輕松彎曲甚至折疊； 車輛用石墨烯導(dǎo)電輪胎，防止摩擦起電、爆炸……從民航、從航空航天、兵器兵器到節(jié)能環(huán)保、電子信息，未來石墨烯將在很多領(lǐng)域大有作為！

那么，石墨烯產(chǎn)品什么時(shí)候才能上市呢？ 雖然，即使在實(shí)驗(yàn)室條件下，石墨烯的神奇特性還沒有完全釋放出來，技術(shù)層面仍然存在諸多挑戰(zhàn)。 因此，距離大規(guī)模應(yīng)用還有很長的路要走。 期待！