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诺奖得主预言:石墨烯产业化需迈过三道坎

导读: 近日,在2012年,因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来,两年来的发展也基本证明了他们的预测。

  近日,在2012年,因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来,两年来的发展也基本证明了他们的预测。

  他认为作为一种材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,虽然将来它也许能发挥重大作用,但是在克服几个重大困难之前,这一场景还不会到来。

  首先,迄今为止还没有真的能适合工业化大规模推广生产石墨烯的技术;其次,石墨烯一个有前景的方向是显示设备——触屏,电子纸,等等。但是目前而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难对付,这个问题可能会在十年之内解决;第三,石墨烯产业还有一个意想不到的麻烦:污染。石墨烯产业目前最成熟的产品之一可能是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”,但它对人体很可能有毒。

  鉴于过去几个月里学界并无新的突破性进展,近日它的这波突发性“火热”,恐怕本质上还是资本运行的炒作结果,应审慎对待。

        石墨烯改变未来智能手机

        或许你对“石墨烯”这种材质并不熟悉,但实际上它将有可能改变我们未来的数字生活。从物理学角度来说,它是世界上第一个二维材料、比人类头发细一万倍,拥有柔韧性、透明的形态,并且能够导电。而在科技领域,包括三星、诺基亚等厂商都在致力于石墨烯材质的研发及应用,有望被应用在触摸屏、电池、传感器、晶体管等各种领域。也就是说,石墨烯是一种能够改变手机等数码产品未来形态的技术,主要体现在下面5个方面:

  1. 柔软且坚不可摧的触摸屏

  由于石墨烯柔韧、透明且可以导电的特性,相比传统玻璃,它更适合作为屏幕面板。包括美国德克萨斯大学、韩国成均馆大学均在早期进入此领域进行研究,并取得了一定的成功;而科技公司方面,三星在2011年已经研发出40英寸的石墨烯触摸屏面板、索尼则在2012年进一步将其柔性化。

  也就是说,柔性屏幕的发展可能会因为石墨烯技术而取得突破。目前,真正商用的柔性屏幕仍无法实现任意弯曲且不会损坏,预计三星会在此领域率先取得突破,提出柔性石墨烯触摸屏,应用在手机、可穿戴设备领域。

  2. 充电速度更快的柔性电池

  同理,石墨烯也能够应用在电池领域,解决目前电池技术的瓶颈。试想一下,一颗能够随意弯曲的电池,不仅更加安全,还可以在20秒内完成充电,显然是柔性屏幕手机的福音。这并非幻想,目前加州大学洛杉矶分校已经研制出石墨烯超级电容,厚度就如一张A4纸一般,并且具有柔韧性,可随意弯曲,量产也比较容易,充电速度是目前锂电池的100至1000倍。

  除此之外,石墨烯电池也能够实现更大的容量。美国西北大学在石墨烯间的夹层加入了硅电极,来实现超出目前10倍的容量。这些案例都意味着:未来你的手机不仅会轻薄,电池电量还将达15000mAh、并且在几分钟内就可以充满。

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