石墨烯的应用是什么?

作者: meilin
位于: 五金化工

石墨烯(Graphene)是一个用于描述一种碳原子特殊结构或同素异形体的术语,它们能在二维薄片里自组装成双键六碳原子环。在原子尺度,石墨烯的结构很像铁丝网,或链节栅栏,并在折叠成圆筒(碳纳米管),或形成球体(巴基球或富勒烯)时重复二维结构。石墨烯薄片自然存在的一个最常见地方是铅笔摩擦纸张时,用碳晶格片擦掉铅笔点,留下的常见铅笔痕迹

石墨烯材料和相关技术应用的研究在21世纪非常重要,以至于曼彻斯特大学的两名英国研究人员为此赢得了2010年诺贝尔物理学奖。物理学家安德烈•盖姆和康斯坦丁诺维索洛夫发现了生产石墨烯单原子层的实际方法。石墨烯原子层的应用从计算机极密集形式的数据存储,到存储电能的超级电容器,以及能替代难以使用硅的柔性太阳能电池。石墨烯独特的二维形状还使它们在核加速器设备的粒子物理研究领域很有用处,它们能有零静止质量,展示其海森堡不确定性原理的特点。

石墨烯的许多潜在商业应用导致科学界发表的论文数量稳步增加。至2011为止,针对石墨烯应用研究的文章已超过2万多篇。目前,石墨烯光子学和光电子器件的开发是最有前途的研究领域之一。这是因为该材料能提高发光二极管(LED)面板的效率,如计算机和电视屏幕,到光传感器等。石墨烯将使这种显示器变得更柔性和耐用,并能替代铂和铟等稀缺或有毒材料的使用。

石墨烯的主要特性之一可使之用于自动柜员机(ATM)的柔性触摸屏,或同时具有透光和有效电导体优点的太阳能电池。在未来,发明一种能大量制造这种单原子层材料的简单方法是完全可能的。实际上,自从曼彻斯特大学研究人员公布制造方法以来,韩国科学家已找到一种扩大生产这种材料片规模的方法,可用于标准尺寸的计算机和电视显示屏。