石墨烯 的潜在应用及前景

2018-10-08 11:29

石墨烯 的潜在应用及前景

最近发现的碳石墨——铅笔芯的材料——已经被 证明具有完全意想不到的性质,这将彻 底改变绿色能源和电动汽车的发展。研究人员发现,石墨烯 允许带正电荷的氢原子或质子通过它,尽管它 对所有其他气体,包括氢 本身都是完全不渗透的。科学家们说,这一发 现的意义是巨大的,因为它 可以极大地提高燃料电池的效率,而燃料 电池直接从氢中发电。

这一突 破提高了从空气中提取氢燃料的前景,并将其 作为燃料电池中的无碳能源,以产生电力和水,而不产 生破坏性的废物。在大气 中有一定量的氢,而这个 氢会在一个热源的另一端(石墨烯)上。然后你 可以利用这个氢收集的储层在同样的燃料电池中燃烧它并发电,曼彻斯 特大学的安德烈盖姆教授说。自从10年前发现石墨烯以来,石墨烯 就震惊了科学家们。它是已 知的最薄的材料,比人的头发薄100万倍,比钢还强200倍,同时也 是世界上最好的电导体。

直到现在,对质子 的渗透还没有被认为是一种可行的可能性,但是由 安德烈爵士领导的一个国际科学家小组已经证明,单原子 的晶体就像一个化学过滤器一样。他的研究成果是2010年的诺贝尔奖。它允许 质子的自由通过,但对其 他原子和分子形成不可穿透的屏障。 有三个 或四个科学论文之前如何简单或困难的理论预测是一个质子通过石墨烯,这些计 算数字把数十亿数十亿年的质子通过相同的膜,”安德烈先生说。 它是如 此密集的一个电子领域,它只是 不让任何东西通过。但这只 是一个数字的问题,仅此而已。这使得 数十亿年的时间和合理的渗透时间有所不同。没有魔法,他说。

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石墨烯:潜在的 使用石墨烯是坚硬的,大约比钢强200倍,但却非常轻。它被认 为是第一个二维材料,因为它 形成了只有一个原子厚度的晶体薄片。它也是 一种优秀的电力导体,因此对 任何涉及电子产品的东西都很有用,比如可 弯曲的手机和照相机,以及附 着在衣服上的可穿戴电子设备。医学应 用包括它可能用作将药物运送到身体内受损部位的材料,这可能 为治疗患有帕金森病或癌症等脑部疾病的病人开辟新的途径。石墨烯 也被作为一种新材料开发,用于分离液体的膜。它可以 用来净化发展中国家的水,或者建 立更高效的海水淡化厂。

科学家们还认为,石墨烯 的高强度和低重量可以利用在为运输工业制造新的复合材料和聚合物上,从而使旅行更安全、更省油。现在看来,石墨烯 也可以用来产生新的形式,利用氢 燃料电池产生清洁电能,甚至可 以作为一种从空气中获取氢燃料的技术。

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