【科普】2020京津冀石墨烯大會召開在即！三個問題帶你認識「新材料之王」——石墨烯！
2020-11-03 北京經信局11月3日-4日，2020京津冀石墨烯大會暨產業領袖峰會·中國房山在京召開。對於石墨烯，很多人是只聞其名但不了解它是什麼。在大會召開之前，小編向大家科普一下本次大會的主角：石墨烯。
如果要說現在什麼新裝備最火？大家都會想到無人機、機器人。如果說什麼新工藝最火？那無疑是3D列印。如果說新材料呢？很多人都會想到石墨烯。
它的厚度僅為頭髮絲的20萬分之一，而強度卻是鋼的200倍。它是世界上已知的最薄最輕最強的材料。石墨烯到底是何方神聖？一起來看看！
什麼是石墨烯？
首先它由碳原子組成，既有石墨的特徵，又有烯烴的特徵。石墨是六角形三維分層結構，烯烴是二維平面對稱結構。綜合起來權威的定義是：石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。
它為何如此受關注？
石墨烯超薄超輕超強，還有很多神奇的性能，因此號稱「新材料之王」。
超薄：1毫米厚的鱗片石墨=300萬片石墨烯
超輕：取一塊紅棗大小的石墨烯氣凝膠，放置在動物毛髮上。動物毛髮可以支撐起石墨烯氣凝膠，肉眼觀察幾乎沒有發生任何變形。
超強：如果能將完美石墨烯膜製作成保鮮膜，把這種石墨烯保鮮膜蓋在杯子上面，上面坐一頭大象才能讓其破裂，足以見其強度之高。
除了上述三點，它還有很多特點。如超導電：具有世界上最小的電阻率，載流子遷移率是銅的一百萬倍。超導熱：在常用材料中具有最強的導熱能力，單層石墨烯的理論熱導率高達5300W/m·k。那麼，這麼厲害的「東西」是如何發現的呢？
膠帶撕出來的「寶藏」
2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷這樣操作，薄片越來越薄，最後得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。
其實，石墨烯本來就存在於自然界。比如1毫米厚的石墨大約包含300萬層石墨烯，鉛筆在紙上輕輕划過，留下的痕跡可能就是幾層石墨烯。但因為早在70多年前，理論研究就表明，完美的二維結構晶體無法在非絕對零度的環境中穩定存在，它難以剝離出單層結構，導致直到2004年才發現石墨烯。
那它到底有什麼用？
石墨烯有著令人難以置信的物理特性，對於各種各樣的領域來說都是具有革命性的存在。比如它可以做觸控螢幕，因為它是透明導電薄膜；也可能用做超快集成電路，因為石墨烯裡的電子跑的非常快，在室溫下的電子遷移率超過了矽材料的10倍；它是輕質高強材料，在航空航天領域有非常重要的應用前景；它的電磁屏蔽性質，也可以利用來做隱型飛機、隱身材料……
除了工業上的應用，石墨烯也可以應用在我們的生活用品中。
石墨烯羽絨服：石墨烯具有遠紅外發熱功能，可以持續吸收人體輻射熱，並釋放遠紅外熱量，無需通電，可以為身體提供源源不斷的溫暖。石墨烯智能溫控加熱羽絨服是北京冬奧會特許商品中的首次應用。
新型石墨烯口罩：石墨烯具有較好的導電導熱性能、機械性能和力學性能，將其加入其它材料中可以極大地改善基體材料的熱學、電學、力學、吸附等多方面的性能。石墨烯口罩是在構成普通口罩的紡粘無紡布之間的關鍵過濾層中，創新應用了新型石墨烯聚丙烯熔噴布材料而形成的新型防護口罩。相比普通口罩，新型石墨烯口罩具有抗菌性更強，透氣性更好，使用時間更長的顯著特徵。
石墨烯智能鞋墊：石墨烯鞋墊是融合了壓力傳感技術的智能鞋墊，其中的核心傳感單元是以石墨烯功能材料組成的傳感器陣列，不僅可以更精準地感知人的步態信息，還能夠監測足底的壓力分布和變化情況，可滿足專業運動分析、醫療輔助診斷等應用需求。
石墨烯生物醫用傳感器：單層石墨烯薄膜具有負載生物特性和高載流子的特性，將其與矽晶圓結合使用微納加工技術製備出石墨烯晶圓，並對其功能化製造出生物醫用傳感器。石墨烯生物醫用傳感器能夠更快速更靈敏地檢測多種病毒或疾病標誌物，能夠縮短疾病檢測的窗口期；設備佔用空間小、價格低廉，便於廣大的鄉村進行醫療建設，也是未來個人和家庭遠程醫療中重要的一環。
除了以上的應用，石墨烯因獨特的光學、力學特性常被運用到航空航天、新能源、電子信息等領域，做到真正的「寶藏」型「黑科技」！
那麼，2020京津冀石墨烯大會暨產業領袖峰會·中國房山將會為我們帶來關於石墨烯的哪些消息？讓我們共同期待！
來源：綜合央視新聞、北京日報、經濟新聞等報導
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