中心提醒：　浙江大学应用石墨烯制成的碳海绵很轻，很容易被玻璃棒上的静电吸附。龙巍摄　　不久前，清华大学的研究团队公布了一项智能石墨

　浙江大学应用石墨烯制成的“碳海绵”很轻，很容易被玻璃棒上的静电吸附。龙巍摄

　　不久前，清华大学的研究团队公布了一项“智能石墨烯野生喉”的创造，应用多孔石墨烯资料的优势，制造出一种收发同体、合适穿着的集成声学器件，无望在将来处理聋哑人的“措辞”困难。

　　在国际上，英国剑桥大学等机构的研究人员则演讲说，他们找到一种新办法来“叫醒”石墨烯的超导性，“被叫醒”后的石墨烯能够用于制造超等计较机等。

　　石墨烯，可谓以后最热的全新资料。在航空范畴，人们用“罕见的元素”描述轻得像气氛、坚固得像钢铁的功能完满的资料。此前，钛合金算是最靠近这一质量的幻想之选，而“后起之秀”石墨烯则被以为向人类幻想的“罕见的元素”更近了一步。

　　　什么是石墨烯

　　　目宿世界上最薄最轻最强的资料，硬度比最强的钢铁还要强100倍

　　和金刚石一样，石墨是碳元素的一种具有方式。不同的是，因为原子构造不同，金刚石是地球上最坚固的工具，石墨则是最软的矿物之一，常做成石墨棒和铅笔心。石墨烯就是从石墨资料中剥离进去的，只由一层碳原子在立体上形成。

　　可以说，石墨烯的特性之一就是薄，可谓目宿世界上最薄的资料，只要一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一，头发丝的五十万分之一。同时，它又能导电，电子在石墨烯中的活动速度达1000千米/秒，是光速的1/300。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特征付与人们良多设想空间。

　　中国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路重点尝试室副主任孔月婵博士介绍说，石墨烯的硬度十分强，比如今最强的钢铁还要强100倍；石墨烯的电子运转速度也十分高，是硅的10倍，十分合适发展下一代超高频电子器件。另外，石墨烯仍是传导热量的妙手，比最能导热的金属银还要强10倍。

　　石墨烯的特征，也表示得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯外表转动时，石墨烯能尖锐地“察觉”到纤细的活动，并发生继续的电流。这类特征给迷信家们供给了一种新思绪来从水的活动中获得电能。

　　“石墨烯可以对单个电子进行感应，带电粒子在石墨烯外表的挪动可引起石墨烯内电子的疾速挪动，完成传感和发电过程。”浙江大学信息电子工程学院副传授林时胜介绍说，石墨烯的这一特征在动力与电子传感方面可以有良多使用，比方在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞来进行发电，或许可以做成灵活的传感器件等。

　　恰是这些全面的功能，让石墨烯遭到了史无前例的关心，一些人乃至开端预言，石墨烯的呈现将引领一场由资料提高而激发的工业反动。

　　　如何获得石墨烯

　　　世界上第一次失掉单层石墨烯，是靠通明胶“粘”进去的

　　人们第一次获得到石墨烯，用的是“简单粗犷”的方法。

　　石墨烯自身具有于天然界。石墨烯是一层碳原子构成的薄片，原子之间构成一个六角形的环，环环相连构成蜂窝状的立体。它一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨约莫包括300万层石墨烯。铅笔在纸上悄悄划过，留下的踪迹便可能是几层到几十层石墨烯。此前，碳的这类二维构造方式一向具有于人们的猜测中，只是难以剥离出单层构造。要害的困难，就是如何让石墨分层到极薄的薄片。

　　许多人在学生时期也都有这样的阅历，当在纸上写错字的时分，就会用通明胶带，把错字粘失落。但谁也没有想到，就是这样一个简单的办法，让人们发觉了奥秘的石墨烯。

　　制造石墨烯，简单说就是要把石墨变薄，不能靠切，不能靠磨，而要靠粘。2004年，英国曼彻斯特大学的海姆和诺沃肖洛夫，用通明胶将一块石墨片重复粘贴与扯开，石墨片的厚度逐步减小，终究构成了厚度只要0.335纳米的石墨烯，也就是只要一个原子厚度的石墨烯。这是世界上第一次失掉单层的石墨烯，两位迷信家因而获得了2010年度诺贝尔物理学奖。

　　中国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路重点尝试室初级工程师吴云博士给记者做了演示。他把一小片石墨片粘在胶带上面，然后对它进行交叠的撕拉。粘了半个小时后，胶带上面曾经充满了灰色的石墨，然后再用胶带把这些石墨转移到了一块洁净的硅片上。

　　吴云说，这时候候看到的都不是石墨烯，由于石墨烯不只十分薄，并且透光度到达97%以上，简直完全通明，人的肉眼是根本看不到的，要找到它，还得经过公用手艺手段。但这曾经是多层的石墨片，再经过手艺手段定位并肯定层数，终究才能找到制造出的单层石墨烯。

　　专家说，这只是最后消费石墨烯的办法。胶带纸粘贴法演变而来的机械剥离法，只是尝试室制备石墨烯的一种办法。目前，跟着手艺提高，高质量的石墨烯可以被更多地消费进去。

　　　石墨烯将带来什么

　　　使用石墨烯资料，手机屏幕可以随便蜿蜒乃至折叠

　　石墨烯的呈现，无望给我们的生活带来欣喜。手机充电可以“秒充”，手机屏幕可以随便蜿蜒乃至折叠，汽车可使用石墨烯导静电轮胎，防止冲突起电产生爆燃……从航空航天、电子信息到节能环保，应用石墨烯的特征，良多范畴极可能城市产生巨大的转变。

　　用石墨烯替换硅，可以进步电子芯片的功能。科研人员目前正把石墨烯的消费和使用引入半导体行业，石墨烯激发的手艺反动极可能从我们常见的小小芯片开端。

　　电子芯片的根底资料是硅。但是，跟着芯片上元器件愈来愈稠密，最高真个芯片上，两个元器件之间的间隔曾经不到10个纳米，简直抵达硅资料的极限。想要持续进步功能，该怎样办？科研人员开端测验考试用石墨烯局部替代硅的感化。

　　“由石墨烯制造的器件，实际上频次可以到达硅的十倍乃至上百倍，可以在雷达上使用，大幅进步雷达的区分率。并且在通信、成像上都有比较普遍的使用。”孔月婵介绍说，并且，以后石墨烯的研产生产装备和一般半导体器材消费装备一样，现有的手艺开拓都可以基于幼稚的装备和工艺，为后续的工程化研制奠基了根底。

　　科研人员还在做另外一件小事。他们让石墨烯附着在厚度只要50纳米的金箔上，然后用一套新的方法，把石墨烯完好地转移到坚硬的塑料片上。

　　孔月婵说，石墨烯可以经过灵敏的办法转移就任意科研人员期望的衬底上，比方电子器件上公用的一个塑料衬底，它具有柔性，也合适晶体管的制备过程。经过特此外石墨烯转移手艺，将带有石墨烯的金箔附着在了塑料片上，以之为根底在这块塑料片上制备出具有一定功用的电子器件。最要害的是，这样的电子器件可以紧张蜿蜒。将来不管是可以折叠的显现屏幕，仍是能够植入人体的可穿着装备，都可能靠这样的石墨烯器件来完成。

　　石墨烯另外一个被寄与厚望的使用范畴是电能的贮存。在天津电源研究所，这里的科研人员正在开展最早进电容器的研究。电容器与电池一样，都能用来贮存电能。它的优势在于充电速度快，几分钟就可以充溢，并且可以反复运用几万次。但它存储的电量不如电池多，还没法经过存储足够多的电能在生活里派上大用处。

　　“这是我们曾经做好的改性石墨烯配成的浆料，下一步我们就把这些浆料经过涂布机涂到铝箔上，成为我们石墨烯电容器所用的正极。”中国电科18所化学与物理电源手艺国防科技重点尝试室常务副主任丁飞博士说，电容资料对电容器的功能有着相当主要的影响。经过对石墨烯资料进一步改性研究，科研人员正在让电容器的储电能力一步一步向电池挨近，而同时它具有的超快充电速度，能够为人们的生活带来更多的便利。“我们正在做的改性石墨烯电容器，可以几分钟充溢，其能量密度无望在一段时间以后，靠近现有锂电池的能量密度。”

　　能量密度是指在一定空间或质量的物质中贮存能量的巨细，能量密度越高，就暗示这类物质的储电能力越强。据丁飞介绍，目前他们所研制的改性石墨烯电容器的样品，能量密度已到达保守电容器的3倍以上。虽然还处于尝试室研究阶段，可是石墨烯资料的弱小能力让研发团队看到改性石墨烯电容器使用的广阔前景。

　　将来，当充电设备愈来愈完美时，电动汽车运用石墨烯电池，可能花两三分钟便可以把电充溢。

　　中国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路重点尝试室主任高涛以为，即便在尝试室前提下，石墨烯的奇异功能仍然没有完全开释进去。同时，手艺层面还具有着很多应战，真正大面积使用另有很长的路要走。但经过增强需乞降研究的结合，不时在石墨烯资料的制备和器件研制方面取得主要打破，石墨烯这类新一代计谋性新兴资料将会极大改动人们的生活。

 
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