要說當前最為神奇、前景最被看好的新材料非石墨烯莫屬,應用範圍極其廣泛,同時自身性能極其優異。這是一種從石墨材料中剝離出來、由單層碳原子組成的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料,也是目前最強韌的材料。
石墨烯的斷裂強度高出鋼材百倍,同時拉伸幅度能達到自身原有尺寸的20%,在物理特性上幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面它非常緻密,即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。正因有自身的眾多優異特性,石墨烯的應用前景被普遍看好。
石墨烯由單層碳原子組成的二維晶體
目前最被看好的應用是替代矽成為製造超微型電晶體的原材料,用來生產未來超級計算機。在石墨烯的加持下,計算機運行速度將會有質的提升。而在當前移動智能設備佔據主流市場的時候,石墨烯的另一大用途也被挖掘出來--超級電容電池。
石墨烯在物理與化學特性上的優異表現讓眾多廠商看到了提升產品性能的曙光。一句話總結就是石墨烯是目前強度最高、韌性最好、重量最輕、透光最高、導電最佳的一種新型碳材料,具有優異力學、熱學和電學性能。
石墨烯結構示意圖
這些特徵使得它非常適合作為透明電子產品的原料,如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。在航空領域應用也可實現結構減重,加速航空結構和功能材料的升級換代。英國曼徹斯特大學的兩位物理學家最先分離出單獨存在的石墨烯,對於石墨烯有著較為超前的研究。
華為非常看重石墨烯應用拓展
目前國內的中航工業航材院與曼徹斯特大學已經在石墨烯應用領域展開合作,而華為也與曼徹斯特大學在合作開展石墨烯應用拓展上也有著密切聯繫。以華為目前在英國的影響力,未來雙方將在石墨烯領域展開進一步的拓展合作。
石墨烯可以廣泛應用於鋰離子電池、太陽能電池、薄膜電晶體、傳感器、半導體器件、複合材料、透明顯示觸控螢幕、透明電極等領域。在微電子領域,特別是晶片開發領域,相對於通過投入巨資進行長時間的微架構調節來提高晶片性能,通過提升主頻來增強性能顯然更加簡單直接,更適合商業推廣。
提升主頻來增強性能顯然更加簡單直接