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石墨烯-新质料之王

来源: 国产划片机 宣布时间:2021-03-22

  石墨烯是目前发明的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米质料 。石墨烯被称为“黑金”,是“新质料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪 。”

  有趣的是,石墨烯降生并没有使用“高峻上”的科学技术,而是由英国曼彻斯特大学的两位科学家用透明胶带从石墨晶体上“粘”出来的 。

  石墨烯目前最有潜力的是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超等盘算机 。据相关专家剖析,用石墨烯取代硅,盘算机处理器的运行速度将会快数百倍 。而近日,美国麻省理工学院的科学家通过研究发明,在特定情况下,石墨烯能够被转化成具有奇特功效的拓扑绝缘体 。这一研究发明,有望带来一种制造量子盘算机的新要领 。

  其次,石墨烯能助力超等电容器、锂离子电池的生长 。据相关资料显示,加入石墨烯质料,同等体积的电容可扩充5倍以上的容量,而锂电池电极中加入石墨烯则可大幅度提高其导电性能 。别的,石墨烯还可应用于电路、触摸屏、基因测序以及制造出羽翼般超轻型飞机、超坚韧防弹衣等领域 。

  石墨烯具有优异的电学、热学、结构和力学性能,以及完美的量子隧道效应、优异的电导率等一系列特殊性质,并同时具备价格低廉的有点,被业界未便认为在下一代电晶体、透明导电膜、储能技术、化学传感、功效复合质料等领域应用前景十分辽阔 。 

  除了替代储能电池中的既有质料,石墨烯也被证明可制造出性能优异的太阳能电池,并且是未来获得廉价耐用太阳能电池的最佳途径之一 。美国麻省理工学院的研究人员在柔性石墨烯片上涂复纳米线,生产出低本钱、透明以及柔韧性佳的太阳能电池,能够在窗户、屋顶以及其他物体的外貌使用 。

  石墨烯可能是替代铟锡氧化物(ITO)的新质料 。除了本钱较低外,它另有诸如柔韧性佳、重量轻、机械强度与化学稳定性高等优点 。在复盖硫化物量子点的情况下,虽然石墨烯的功率转换效率比通用的矽电池低4.2%,但今后在特殊用途中将具有竞争力 。

  在2012年的早些时候,美国佛罗里达大学物理学研究人员体现,通过对石墨烯质料进行三氟甲基磺醯胺(简称TFSA)掺杂处理,获得了具有能量转化率高的掺杂石墨烯太阳能电池 。掺杂后的石墨烯太阳能电池的能量转化率高达8.6%,创立了石墨烯太阳能电池能量转换的纪录 。

  研究人员体现,如果石墨烯太阳能电池的能量转化率抵达10%,且坚持生产本钱足够低,那么它们将成为市场上有力的竞争者 。

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