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至四项目显示超级材料石墨烯令人兴奋的潜力

发布时间:2021-09-22

四项目显示超级材料石墨烯令人兴奋的潜力

至四项目显示超级材料石墨烯令人兴奋的潜力

石墨烯是有史以来世界上最薄却最强大、最柔软的材料之1。

碳原子的1个简单片层晶格却有使人难以置信的热和能量传导性能,给了它完全改变从机械到医学电子工程和物理的各个方面完全改变的潜力。它的利用仿佛也是无穷无尽的。

但是有1个问题:还没有人想出如何将石墨烯变成随时可用的产品或技术。但是科学家们肯定在尝试。

从石墨烯“折纸”到智能假装,科学家正试图以1些创新的方式将这类多功能材料用于创造新技术。

微小的身体部件

Paul McEuen,康奈尔大学的1个物理学家,已开始利用石墨烯像纸1样的特性将其折叠成不同的形状并按1定的策略位置对它进行剪切,制成3D“剪纸”的结构,折纸上显现的1种高科技。

通过将石墨烯微观片切成约人类头发宽度的长度,McEuen正在建设复杂的可拉伸和折叠的石墨烯结构。

这些结构包括微小的份子弹簧,可以物理的舒展开凝聚的DNA份子去读取他们的代码,或找出链中的异常;或它们可以用于创建少许材料,用来丈量通过脑细胞的电流脉动。McEuen还假想,未来迷你石墨烯盒子可以携带药物穿梭到身体的特定部位,虽然这依然是猜想。

灵活的、快如闪电的手机充电器

由于石墨烯是1种良好的导体,它也能够被设计成1个灵活的电池缝入你的衣服。

对用作电线的石墨烯片,Joshua Goldberger,俄亥俄州立大学的1个化本次合同签署后学家,假想象如果你可以在石墨烯外做1个导体,然后将它与电路的其他主要部件结合起来 – 1个绝缘体和1个半导体 - 你就能够建立灵活的电子电路在你走路时来给你的手机充电,而无需将其插入电源插座。

5.按下 冲击 按扭,落摆击断试样,待摆锤回摆时,按 制动 按钮,当摆锤停止摆动后,记下冲击能量内置到你衣服里的电池将比这些牛崽裤上的笨重充电器好多了。

更强大的替换电池

我们的现代配件变得愈来愈小,功能愈来愈强大,但他们的供电电池其实不没有跟上步伐。随着对大型电子项目兴趣的增长- 像电动汽车和可再生能源,如风能和太阳能 -,他们也需要更高容量的电池。研究人员正在转向石墨烯来制定解决方案。

目前的电池效力不高 - 它们需要很长的时间进行充电,并趋向于过热,这会浪费其存储的大量的能量。由于石墨烯能非常有效地传导电,不容易出现过热,注入它的电子不会遇到与困扰现今小器件相同的能量损失问题。

科学家认为,石墨烯基电池替换品使用这样少的功率输入、浪费这么少的能量,他们将能够以闪电速度充电 – 以秒钟或分钟的量级,而不是通常所需的4小时。

曼彻斯特城市大学的研究人员们希望能3D打印这类可以大大提升电池存储能力的石墨烯基“超级电池”。其他团队也希望用石墨烯替换锂离子电池的阳早在20世纪60年代极和阴极。加州大学洛杉矶分校的1个小组正在开发理论上充电可以比传统电池这类超材料同时表现出1系列多功能的属性快100到1000倍的石墨烯基超级电容器和准电容器。

聪明的假装

至四项目显示超级材料石墨烯令人兴奋的潜力

瑞典科学家正在开发石墨烯的潜力,发展用于军用船舶、飞机和制服的有效假装。另外一个加州大学洛杉矶分校的团队正在开发1种胶带,可以假装物体,不被红外摄像机看到。该方法包括喷涂1种鉴戒鱿鱼假装能力的化学物资- 称为reflectin - 到含石墨烯的粘性表面上。

除假装材料,科学家们还可以利用这类先进的胶粘剂技术来涂覆玻璃窗,以使他们更好地反射热量,或将其织成衣服使其具有“适应”温度的能力,并依照你的需要来制热或制冷。