石墨烯是一种“超级材料”,硬度超过钻石,同时又像橡胶一样可以伸展。它的导电和导热性能超过任何铜线,重量几乎为零。随着这种令人惊叹的新材料投入使用,我们生活的方方面面都将发生革命性改变。怀疑论者指出,碳纤维等绝大多数新材料在发明后需要20年时间才能投入商业使用,石墨烯也不例外。现在,科学家已经踏上伟大的石墨烯革命之路,但这条道路也充满不确定性。 一些研究人员表示石墨烯是继100多年前首次人工合成塑料之后研发的最重要的新材料。如果这种拥有超强性能的新材料投入使用,研制可以弯曲并放在耳后的手机将不再是一种梦想,高清晰电视的厚度也将只有壁纸那么厚,电子报纸也将变得可弯曲,让读者可以将其放在狭小的空间里。石墨烯能够让医药界发生革命性改变,能够取代硅,成为制造电脑芯片的原材料。
在经济学方面,石墨烯最令人兴奋的特性莫过于较低的成本。石墨是铅笔中“铅”的原材料,造价很低。每隔几个月,研究人员都会研发出大规模生产石墨烯的新方式,进一步降低成本。一些专家表示石墨烯的生产成本能够降至低于每磅4英镑(约合每453克6美元)。
石墨烯能够成为21世纪堪称奇迹的新材料吗?拥有诸多特性的石墨烯化学结构非常简单,简单得令人感到不可思议。一片石墨烯就是一层碳原子,它们紧密结合在一起,形成蜂巢图案。石墨烯是迄今为止研发的最薄材料。300万片石墨烯堆在一起的厚度也不过1毫米。此外,它也是人类已知的最坚固材料,强度是钢的200倍,硬度是钻石的数倍。
然而石墨烯的使用也面临一系列问题。这种材料的导电性能极高,可用于制造晶体管(负责控制电流,需要具备阻止电流通过的能力)等装置,但事实证明,石墨烯的这一用途面临挑战。2011年初,IBM承认“很难想像”用石墨烯取代硅,用于生产电脑芯片。怀疑论者指出,碳纤维等绝大多数新材料在发明后需要20年时间才能投入商业使用。现在,科学家已经踏上伟大的石墨烯革命之路,但这条道路也充满不确定性。
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