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新聞動態(tài)

新材料之王——石墨烯

2016-03-17

    石墨烯是什么?它是一種由碳原子緊密排列而成的蜂窩狀結構的二維晶體,看上去近似一張六邊形網(wǎng)格構成的平面。它是目前已知最薄的材料,單層石墨烯只有一個碳原子的厚度,屬于納米材料的一種。它的厚度只有0.34納米,一片1毫米厚的石墨片由近300萬層石墨烯堆垛而成。

    石墨烯的問世引起全世界的研究熱潮,也成為近年來人們最感興趣的新材料,許多專家稱之為“改變21世紀的材料”。有人預言,石墨烯有望成為讓“薄得像紙一樣的透明手機”“像襯衣一樣的防彈衣”等科幻產(chǎn)品變成現(xiàn)實的“點金石”。 

    石墨烯之所以被稱為“改變21世紀的材料”,因為它兼具多種獨特性能。比如,石墨烯具有超高的導電性,遷移率是硅的100倍;導熱性能優(yōu)于碳納米管,有望成為未來超大規(guī)模納米集成電路的散熱材料;具有比金剛石還堅硬、是鋼鐵100倍的機械強度;極高的透光率;極高的比表面積,有望成為潛力巨大的儲能材料等。

    基于以上性能,石墨烯在觸摸屏、電子器件、儲能電池、傳感器、半導體、航天、生物醫(yī)藥等領域擁有廣闊的應用前景。但是石墨烯材料從整體上尚處于研發(fā)階段,在不同領域產(chǎn)生具體產(chǎn)品的時間有早有晚。有的可能三到五年,也有的可能幾十年。石墨烯在未來電子器件上具有誘人的應用前景,被看做是石墨烯研究最可能突破、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領域,成為國際上的研究熱點和競爭焦點。 

    那這么高大上的材料的原材料是什么呢?除了最常用的石墨之外,濟南一家公司經(jīng)過多年研究,成功從玉米芯中提煉出了石墨烯,平均15斤玉米芯可提取1斤石墨烯,這對石墨烯的研究是一大創(chuàng)新之舉,一方面利用農(nóng)廢產(chǎn)品加工變廢為寶,減少了秸稈焚燒對環(huán)境的破壞;另一方面解決了用于紡織的石墨烯大規(guī)模生產(chǎn)問題。該公司還將石墨烯與玉米芯纖維復合生產(chǎn)出內(nèi)暖纖維,進而推出了石墨烯‘內(nèi)暖’纖維產(chǎn)品,這種紡織產(chǎn)品因加入了石墨烯材料,具有低溫遠紅外、抗菌抑菌、抗靜電等多種功能,石墨烯材料用于紡織品,也意味著這種“新材料之王”走進了百姓生活。