九個(gè)驚人的石墨烯應(yīng)用：從過(guò)濾海水到智能涂料

九個(gè)驚人的石墨烯應(yīng)用：從過(guò)濾海水到智能涂料

石墨烯是單層石墨，也被稱為鉛筆中的軟材料，其原子排列成蜂窩狀、六邊形圖案。石墨烯實(shí)際上成為科學(xué)中最常用的新材料之一。

石墨烯只有一個(gè)原子厚，是已知宇宙中最堅(jiān)固的材料之一，它的強(qiáng)度是鋼的100倍，具有很大的柔韌性，并且在表面之下還有許多其他的潛力。

想象一下，一個(gè)具有單一原子厚度的柔性透明顯示器或光條，石墨烯可以幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，哥倫比亞（大學(xué)）工程、首爾國(guó)立大學(xué)和韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)研究所的科學(xué)家所做的研究表明，通過(guò)將小石墨烯條附在金屬電極上并通過(guò)電子束三次電流通過(guò)它們，石墨烯被顯示出加熱和點(diǎn)亮的能力。哥倫比亞大學(xué)教授詹姆斯·霍恩（James Horn）將石墨烯描述為世界上最小的燈泡。找到一種方法將這一突破轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢源┑臇|西，如智能服裝，將是革命性的。

石墨烯也可以用作超導(dǎo)體，這意味著電流可以以零電阻流過(guò)它，這是英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)的。這種效應(yīng)是通過(guò)將石墨烯與一種叫做Pr-Ce-Cuo-PCCO的材料耦合而激活的。為什么超導(dǎo)材料很重要在未來(lái)，它們可以提供無(wú)限的能源，因?yàn)樗鼈兺ǔ２恍枰俪潆婋娏鳌?br>
該項(xiàng)目的研究人員之一，安吉爾·博納告訴《數(shù)字趨勢(shì)》，總有一天，夢(mèng)想是讓你的電腦或iPhone在不浪費(fèi)能源的情況下工作。你只要給它充電一次，然后你就忘記了你必須在它的整個(gè)生命周期中再次給它充電。

為了產(chǎn)生聲音，普通的揚(yáng)聲器通過(guò)來(lái)回移動(dòng)（或搖動(dòng)）在空氣中產(chǎn)生壓力波。石墨烯最終可能會(huì)提供一種不同的方法。英國(guó)埃克塞特大學(xué)的研究人員已經(jīng)展示了石墨烯如何制造一種非移動(dòng)固態(tài)音頻設(shè)備，有一天它將取代現(xiàn)有的重型音頻系統(tǒng)。一種叫做熱聲產(chǎn)生的東西。

這一過(guò)程不會(huì)在物理上移動(dòng)部件，而是通過(guò)使用石墨烯產(chǎn)生可聽(tīng)見(jiàn)的或更高的超聲波頻率來(lái)周期性地在非常高的速度下改變空氣的溫度。其最終應(yīng)用可能是將揚(yáng)聲器集成到超薄觸摸屏技術(shù)中，在觸摸屏技術(shù)中屏幕可以發(fā)出自己的聲音。沒(méi)有單獨(dú)的揚(yáng)聲器S是必需的。

單層石墨烯很好。你知道兩層石墨烯結(jié)合起來(lái)更好。佐治亞理工學(xué)院的研究人員最近證明，兩層外延石墨烯（只有兩層原子石墨烯）能夠經(jīng)受住鉆石尖端的穿孔。預(yù)計(jì)它將發(fā)展成為超薄的體甲，像金屬箔一樣亮，但也像金屬箔一樣堅(jiān)固。作為鉆石，它可以防止子彈的殺傷。有趣的是，石墨烯屏蔽層的超硬效應(yīng)只在使用兩層石墨烯時(shí)發(fā)生，而額外的一層似乎有不利影響。

石墨烯膜可以用來(lái)制造比任何餐廳廚房都好的篩子。一項(xiàng)研究表明，石墨烯膜可以過(guò)濾85%的海水中的鹽，海水不夠純凈，不適合飲用，但完全可以用于農(nóng)業(yè)用途。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的最新研究人員甚至過(guò)濾了威士忌的顏色。用石墨烯薄膜-把它們變成透明液體。

想象一下，如果你能用一種特殊的涂層來(lái)粉刷一棟建筑，當(dāng)它覺(jué)得底層結(jié)構(gòu)需要修復(fù)時(shí)，它會(huì)變色。這就是德國(guó)萊布尼茲聚合物研究所的研究人員用一種智能石墨烯涂層所取得的成果，這種涂層可以用顏色來(lái)顯示裂縫和裂縫。

受魚(yú)鱗反射光線的啟發(fā)，這種涂層的設(shè)計(jì)是為了放大特定波長(zhǎng)的光線，但使其他光線變暗。石墨烯板以某種角度放置在表面上，因此如果受到某種程度的影響，它們會(huì)反彈紅光、黃光和綠光，而不是折衷區(qū)。巧妙地說(shuō)，這種光線的顏色可以變化。根據(jù)一個(gè)區(qū)域的應(yīng)力嚴(yán)重程度，可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，以顯示主要特定區(qū)域的損傷程度。

石墨烯不僅對(duì)健康有很好的檢測(cè)能力。芝加哥伊利諾伊大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明，它還可以幫助檢測(cè)癌細(xì)胞。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們將老鼠的腦細(xì)胞放在石墨烯板上，發(fā)現(xiàn)它們可以區(qū)分單個(gè)癌細(xì)胞（膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或GMB細(xì)胞）和正常細(xì)胞。其他德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員還創(chuàng)造了一種基于石墨烯的臨時(shí)紋身，可以追蹤人的生命體征，如皮膚溫度和水合作用。

石墨烯也可以用來(lái)制造新的快速充電電池。中國(guó)東旭光電（Dongxu Optoelectronic）公司已經(jīng)制造了一種稱為G王國(guó)（G Kingdom）的電池組，該電池組的超大容量為4800毫安時(shí)，但據(jù)報(bào)道，它能在四分之一小時(shí)內(nèi)充滿電能。該電池的強(qiáng)度也被認(rèn)為足以放電和充電3500次，比普通鋰離子電池高。

從今年開(kāi)始，由于曼徹斯特大學(xué)和運(yùn)動(dòng)服品牌Inov-8的合作，你將能夠買到由石墨烯制成的跑鞋。這些跑鞋已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測(cè)試，據(jù)說(shuō)石墨烯復(fù)合橡膠外底（實(shí)際上是石墨烯的特征部分）比傳統(tǒng)材料，使鞋子更耐磨。

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