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引言
还记得几年前那个火遍大江南北的“神奇材料”石墨烯吗?号称比钢铁还硬200倍,导电性甩铜几条街,薄到几乎看不见,还能弯能折。
可这几年,似乎突然就没动静了,当初那个被吹上天的“未来材料”,难道真的只是一个惊天骗局?还是说,它真的是一项绝世黑科技,这背后到底有着什么不为人知的秘密?
什么是石墨烯?
这几年,你们听到“石墨烯”这三个字还多吗?前几年提起的时候那可真是火,妥妥的材料界“顶流网红”!
那时候打着石墨烯旗号的“黑科技”满天飞,石墨烯充电宝、石墨烯秋裤,甚至连袜子都说是石墨烯的,很多人都好奇了,石墨烯是万金油吗,哪儿哪儿都能用?
这东西到底是真牛,还是又一个被吹上天的“郁金香”?
早在2004年这种物质刚被科学家们发现那会儿,大家都被这材料的各种神奇特性给惊到了,觉得这东西简直就是“未来材料”,能给各行各业带来翻天覆地的变化,那会儿人们对它的期望值,简直高到天上去了!
可是这么些年过去了,石墨烯似乎并没有像人们当初预想的那样,彻底颠覆咱们的生活。这到底是咋回事呢?
一时间,关于石墨烯的各种疑问和猜测就都冒出来了。
要想弄明白石墨烯到底经历了什么,咱还得从它的“身世”说起。其实石墨烯跟咱平时用的铅笔芯差不多,都是碳原子组成的。
但石墨烯的强度,你可能怎么都想象不到,这么薄薄的一层,它的强度居然是钢的200多倍!
大家可以脑补一下,要是用石墨烯做一件防弹衣,那估计连大炮都轰不穿。光有强度还不够,石墨烯的导电导热本领也是一绝。它比铜导电还厉害。更让人不可思议的是,这石墨烯几乎是透明的,你把它放在眼前,都不一定能看得出来。
而且石墨烯还特别有韧性,能弯来弯去的,怎么折腾都不怕。也难怪被发现的时候大家都觉得这是个宝贝。
石墨烯的“风口”和现实
要说这石墨烯最让人心动的地方,那还得是电池,科学家们说了,石墨烯真有这能耐,能让电池脱胎换骨,充得快,还耐用,甚至更安全。
至于这其中的奥秘,就藏在石墨烯那惊人的“体表面积”里。你可以把它想象成,同等重量下,石墨烯这家伙暴露在空气中的面积远超其他材料。
石墨烯独特的蜂窝状结构,让它几乎每个碳原子都能跟周围环境发生作用,所以比表面积大得惊人。
但是现实却没那么美好,现在市面上炒得火热的“石墨烯电池”,基本不是真正的石墨烯电池,只是在传统锂电池里,掺了那么一丁点石墨烯。
甚至还不如不加,因为高比表面积也意味着高反应活性,容易导致石墨烯与其他物质发生不必要的反应,反而影响电池的稳定性和寿命。
前几年某国产手机发布会,号称新旗舰机搭载“石墨烯电池”,充电速度提升40%,续航延长50%等等。
中国科学院欧阳明高院士都看不下去了,直言“8分钟充满电,还能跑1000公里”的石墨烯电池,目前根本不可能实现。
广汽埃安的“石墨烯”电池车型也被欧阳明高院士质疑,最后广汽只能改口,说只是在负极里掺了点石墨烯,8分钟充满80%也只是实验室数据。这些年,关于石墨烯的虚假宣传还少吗?
当然,也不能全怪企业,毕竟石墨烯在电池领域的研究还在早期,还有很多技术难题待解决。
目前石墨烯作为导电添加剂,确实能提升电池的某些性能,但也存在问题,仍需努力。
除了电池,电子器件也是石墨烯被看好的领域。人们期望用它制造出更小、更快、更节能的芯片,更清晰、更轻薄、可弯曲的显示屏,以及更灵敏的传感器等。
例如透明导电薄膜,石墨烯又轻又薄,导电性好,还几乎透明,用来做触摸屏、太阳能电池板再合适不过。
但问题是,目前还造不出大面积、高质量又便宜的石墨烯薄膜,如何控制其导电性也是难题。
从这些方面不难看出来,这些美好的应用场景,大多还停留在实验室,真正大规模生产并应用的少之又少。
所以虽然前景诱人,但要将这些愿景变成现实产品,还需要科学家们继续攻克各种技术难题,这注定是一个漫长的过程。
理性看待石墨烯的发展
为了更好地利用石墨烯,科学家们还得继续加油,攻克这个难关。未来的方向,可能是探索新的催化剂,进一步优化生产工艺,开发出更先进的设备等等。办法总是有的,就看大家怎么去想去做了,总不能被困难吓倒吧!
在应用方面,也不能好高骛远,要根据石墨烯的特性和目前的制备水平,选择最合适的应用领域。不要什么火就做什么,一拥而上,最后很可能一地鸡毛。
相关企业要加强合作,材料厂商、器件厂商、应用厂商要一起努力,形成一个完整的产业链,把实验室里的成果真正变成老百姓能用得上的产品。
大家也要理性看待石墨烯,它并不是“万能药”,不可能解决所有的问题。
而且除了石墨烯,还有很多其他的优秀新材料也在快速发展,比如碳纳米管、二硫化钼等等,有些方面它们甚至比石墨烯做得更好。所以石墨烯也会面临激烈的竞争。
另外任何一项新技术,从实验室走向产业化,都需要一个漫长的过程,石墨烯也不例外。不能指望今天发明,明天就能用,后天就能改变世界,这不现实。
结语
石墨烯是一种非常有潜力的材料,但它还处于发展的初期,就像一个刚上学的孩子,未来有无限可能。
但是指望它立马改变世界,那也不现实。我们应该理性看待,既要看到它的优点,也要认识到它的不足,既要积极探索,也要脚踏实地。
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信源:
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