了解石墨烯及其未来的应用前景

想象一个咖啡杯,实时流当天的头条新闻;或煮锅,检测大肠杆菌的存在才使你生病;或电视屏幕和灵活的像一张纸一样薄。所有这些可能成为现实生活,想知道材料称为石墨烯炒作。

它导电以及铜和导热比任何其他已知的材料。在只有一个原子厚度,也是已知最薄的材料。比钢还硬。石墨烯是由普通碳,最常见的和熟悉的元素。所以科学家们惊奇地发现这个新形式的碳有这样惊人的属性。

碳有许多水晶形式称为同素异形体。最出名是金刚石和石墨。同素异形体不同形式的同一元素不同的原子之间的键安排,导致结构有不同的化学和物理性质。原子的方式彼此连接在固体材料有巨大的影响对他们的整体性能。

钻石和一块煤炭是如此不同,你永远不会猜到它们都是由相同的元素——碳。在钻石,每个碳原子连接到其他四个碳原子。这是一个非常强大的安排,使钻石的坚硬的材料。在石墨,每个碳原子与另外三个层次的六角形状看起来像铁丝网。六角表内的债券是强大的,但每一层只是弱吸引,它允许层飞掠而过。

2004年,两名英国曼彻斯特大学的化学家使用这个属性产生的石墨烯样品,这有助于揭示其显著特征。他们用胶带分离碳石墨的层。了解他们的技术的工作原理,认为紧迫的胶带上一块石墨和把它扔掉,留下粘性表面覆盖着石墨片。然后按胶带本身和把它分开。经过几轮的磁带上的雪花将只有一个原子厚度,纯石墨烯。因为石墨烯是只有一个原子厚度,它被认为是一种二维材料。

尽管是已知最薄的材料,这也是有史以来最强的材料测试,比钢强一百倍。让我们看一些未来可能的应用这个神奇的材料。石墨烯是几乎透明的光。它也是很棒的导体。因此,石墨烯可用于结合其他光伏设备制造太阳能电池板薄,灵活,和廉价的。这些光和灵活的太阳能电池板可以覆盖建筑物的外面,被塑造成适合一个车身,或被缠绕在家具、衣服。这可能会导致新一代的太阳能,环保住宅和产品。

今天,大多数手机和平板电脑触摸屏。这些触摸屏携带电荷。当手指点击触摸屏时,一些电荷转移到你,所以屏幕上的费用减少。这种减少是由传感器测量位于屏幕的每一个角落,信息传送到一个处理器,决定采取什么样的行动。

触摸屏用石墨烯作为导电元素可以印在薄塑料代替玻璃。所以他们就像和灵活,这使得手机像一张纸一样薄。此外,由于石墨烯的难以置信的力量,这些手机几乎牢不可破。许多科学家认为,这种类型的触摸屏将成为第一个石墨烯产品出现在市场上。

因为石墨烯薄而灵活,它可以被集成到仿生设备可以植入活组织。石墨烯是非常耐盐离子活组织内的解决方案。所以仿生设备由石墨烯可以持续很长时间。

石墨烯进行电信号,因此它可能与神经元。神经元细胞发出微弱的电信号从细胞到细胞在体内。想象衬里晶体管制成的石墨烯在受损的脊髓。这些字符串的石墨烯可以传递神经冲动的未损坏的部分脊髓的损伤和神经和肌肉。如果这个工作,它可以让人们重新使用手臂和腿失去了他们的脊柱损伤。

这些潜在的应用使石墨烯成为一个真正令人兴奋的材料,但仍有很长的路要走之前这些产品成为现实。一个主要的障碍是使石墨烯足够纯粹,是有用的。任何非碳原子可以破坏石墨烯的完美六角模式。许多研究样本产生的只有几平方毫米大小。幸运的是,石墨烯在已报告接近一米,每个月和突破似乎来了。比赛是在第一个显示这种不知道材料是否能履行其潜力。