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从被比喻为最接近科幻名作《三体》“二向箔”的神秘物质,到被预言能改变21世纪的“神奇材料”,石墨烯正从实验室走进百姓生活。现在,它又将站在“风口”上,迎来发展的“春天”:中国“十三五”规划建议明确提出将加快突破新材料等领域核心技术。工信部等部委也于近日联合发文,提出要将石墨烯产业打造成先导产业。
这一“横空出世”的新材料到底神奇在哪里?能给我们的生活带来怎样的变化?何时才能迎来属于它的大时代?新华社记者带着这些思考,深入基层,揭开石墨烯的神秘面纱。
石墨烯为何方神圣?
11月20日,工信部、国家发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,提出将石墨烯产业打造成先导产业,逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用。并提出到2020年,形成完善的石墨烯产业体系。
备受重视,身负使命的石墨烯,到底是何方神圣?
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。
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