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科学家和产业专家认为,石墨烯具颠覆整个移动市场的潜能,应用多元。未来可望出现可弯曲、透明的电脑荧幕,用低成本石墨烯薄膜淡化海水,制造低成本、高效能太阳能板,或研发出数分钟内充饱电的高效能轻薄电池等。不过专家也提醒,石墨烯技术仍在初步研发阶段,许多相关技术还不能商业化量产使用。
石墨烯专家Roni Peleg指出,石墨烯(graphene)是蜂窝晶格的二维(2D)碳原子,厚度仅1个碳原子,硬度却是钢铁的200倍,导电性也是矽的100倍,是目前所知最佳导电和导热材料,且具卓越光学属性。
石墨烯目前价位偏高,不过生产技术改进后,未来预计生产成本可降低,因其原料是自然界中广泛存在的碳原子。
石墨烯未来可望大幅应用至移动装置。高效能的石墨烯电池可在几分钟内充饱电,并比传统锂离子电池更持久。此外,石墨烯也可用于制作移动装置的复合体材料,降低装置体积并减轻其重量,又能用于制造有弹性、透明的触控式荧幕,甚至做出超越矽芯片速度的极小芯片。
石墨烯亦可望掀起电池产业革命。2015年稍早,美国科技公司XG Sciences展示新一代矽石墨烯阳极材料制成的锂离子电池。这款新型电池的电容量是一般电池的4倍,第一次循环效能可达85~90%,且电池寿命是上一代电池的2倍。
诺基亚(Nokia)也投入石墨烯电池研究,其专利自动充电石墨烯基光子电池,可印刷在软性基板(flexible substrates)上,而且在放电后,能立即用湿空气自动充电。美国Graphene 3D Lab甚至提出3D列印石墨烯电池的概念,可根据移动装置外型客制化电池的外观与大小。不过,石墨烯电池仍在实验开发阶段,保守估计至少2年内不会量产上市。
西班牙Graphenea公司研究发现,于氧化铝陶瓷加入石墨烯,可减少断裂机率50%,提升导电性至1亿倍。Graphenea认为,此方法也可应用在碳化矽(silicon carbide)、氮化矽(silicon nitride)、二氧化钛(titania)、以及二氧化锆(zirconia)等材质上。
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近日,记者从石墨烯规模制备新技术媒体发布会上获悉,针对石墨稀规模制备技术现有不足,北京化工大学教授毋伟带领研究团队成功研发出高效、低成本、高品质石墨烯规模化生产新技术,并于日前与北京中元龙港矿业科技有限公司合作建立中试生产线,实现技术转化。据介绍,该技术在物理液相剥离法的基础上创
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