如果把厚度相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑十萬分之一的石墨烯,疊成保鮮膜那樣厚,需要一頭大象站在一支鉛筆上所產(chǎn)生的壓強(qiáng),才能刺破它。
這種目前已知最薄、最硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱最好的材料,被發(fā)現(xiàn)短短十年來,已成為各國科學(xué)界炙手可熱的新材料。目前中國沿海多地,都雄心勃勃地籌備著自己的石墨烯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
作為中國在該領(lǐng)域的最權(quán)威研究者之一,中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授劉忠范,就中國的石墨烯研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)情況接受了采訪。
他認(rèn)為,雖然石墨烯還處于基礎(chǔ)研究階段,但的確可能在能源、環(huán)境、航天、軍事等關(guān)鍵領(lǐng)域有廣闊發(fā)展空間,而作為碳材料研究大國的中國,石墨烯研究已走在了世界前列。
不過,劉忠范表示,目前對(duì)石墨烯前景的認(rèn)識(shí)尚不明朗。
紙一樣輕薄的防彈衣
小編:石墨烯到底是什么?
劉忠范:石墨烯是人類發(fā)現(xiàn)的首個(gè)二維原子晶體。首先它是世界上最薄的物質(zhì)之一,僅相當(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的十萬分之一。即使如此,石墨烯卻是世界上最堅(jiān)固的物質(zhì),比鋼鐵還要強(qiáng)韌100多倍。
從其他方面講,石墨烯的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也非常良好??梢哉f它的出現(xiàn)刷新了人類對(duì)于物質(zhì)世界和微觀世界的認(rèn)識(shí),也為科研工作者開辟了一片嶄新的廣闊天地。
所以在石墨烯被發(fā)現(xiàn)短短六年之后,也就是2010年,它的發(fā)現(xiàn)者就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這在諾貝爾獎(jiǎng)歷史上也是不多見的。
小編:石墨烯具體可以用來做什么?
劉忠范:作為一種新興的納米材料,石墨烯的應(yīng)用前景并不十分明朗。目前關(guān)于石墨烯的研究絕大部分仍處于實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究階段,但某些應(yīng)用已經(jīng)初現(xiàn)端倪,比如距離出現(xiàn)在我們?nèi)粘K玫碾娮釉O(shè)備中的日子不遠(yuǎn)了。
現(xiàn)在柔性電子產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備等概念非常流行,但手機(jī)、iPad脆弱的屏幕是短板。石墨烯擁有很好的柔韌性,可以任意彎折而不破壞性能。石墨烯還可以用作柔性電池的電極。如果這種設(shè)想實(shí)現(xiàn)了,那么我們的手機(jī)就薄如紙片,有iPad那么大的屏幕,不用的時(shí)候又可以折疊裝進(jìn)口袋。穿戴設(shè)備的弧度也可以隨意調(diào)整,使它完全貼合身體。
另一方面,石墨烯具有非常高的化學(xué)惰性,因此可以用作某些軍工材料或設(shè)備的涂層,使它們耐腐蝕。石墨烯密度極小,又無比堅(jiān)固,可以大大減輕材料重量,同時(shí)又獲得極高的機(jī)械強(qiáng)度。例如可制成像紙一樣輕薄的防彈衣。
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