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石墨烯,实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。铅笔芯用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。
听起来稀松平常的石墨烯,却有诸多独一无二的特性。通俗来说,目前自然界中,这东西最薄、最结实,导电性极好,在工业领域中几乎无所不能。
石墨烯有多薄?厚度仅为普通纸张的十万分之一。记者在常州江南石墨烯研究院看到,在展示时,石墨烯片只能附着在塑料薄膜上,覆盖处的颜色明显深一些。
石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈˙海姆这样描述石墨烯:可以被无限拉伸,弯曲到很大角度不断裂,可以抵抗很高的压力,同时还有着非同寻常的导热性和导电性。
“石墨烯电阻率极低,电子能在其中极为高效地移动,这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说,如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用,可以增强储电设备的储电率,提高储电性能。
虽然只有一个原子的厚度,但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲,它强过钻石,“秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克,可以承受1公斤的重物。
石墨烯还具有“针插不进、水泼不进”的零渗透特性。如果给船体涂上石墨烯涂层,就好像穿上防腐“铠甲”;如果发生化学品火灾,一张石墨烯薄膜可以把火灭掉。
石墨烯的惊奇之处还远不止此。1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米!“这么大的比表面积(物理用词:1克固体拥有的总表面积)使其拥有超强的吸附性,我们正在研究用它做过滤装置,用于海水淡化、污水处理等领域。”青岛赛瑞达电子装备股份有限公司董事长宋立禄接受记者采访时说。
为了研究石墨烯,科学家们历经艰辛。当初在实验室获得的石墨烯片价值超过最珍贵的钻石。“100平方纳米的石墨烯,就要几千欧元,肉眼都看不见。”江南石墨烯研究院副院长董国材说,经过不断探索,制备石墨烯的新方法层出不穷,工业化生产石墨烯已经成功。
现在,江苏常州已有一个国家级的石墨烯产业基地,聚集着50多家企业,这里的石墨烯技术具备国际一流水平。石墨烯成本价也因批量生产大大降了下来,目前1平方米石墨烯片价格在300元左右。
【现状】石墨烯电池“名不副实”
鉴于石墨烯可能存在的突出性能,近年来关于石墨烯应用的消息总能引发关注。这其中最出风头的,还是石墨烯电池。但这却很难得到业内却人士的认可。刘冠伟认为,石墨烯可以做导电剂,促进锂电池快充放,理论上能提高倍率性能,但若分散工艺不到位,混料不均,一切都是空中楼阁:“石墨烯的成本过高、在锂电池中工艺特性不兼容等问题,使得‘石墨烯电池’这个技术接近于不存在,其噱头意义远大于实用价值。”
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被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯总是话题不断。5月13日,广汽集团在官微上宣布,其石墨烯电池量产研发工作预计今年底将从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将率先搭载。据测试,广汽集团所研发的石墨烯“超级快充电池”仅需8分钟就能充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。该消息发布后
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