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石墨烯的十大應用

石墨烯因其高導電性、高導熱性和高強度的優(yōu)異性能而被稱為神奇材料，它擁有大量可以完全改變的應用，從燈泡到芯片，從電池到觸摸屏，從智能手機到新能源汽車……以下是石墨烯的一些最新應用。

1.石墨烯電池

在電池生產(chǎn)中，石墨烯可直接用作正極和負極材料，或作為正極和負極信息的導電添加劑，并可作為改善電池功率特性的涂層。充電和行駛距離的問題一直困擾著新能源汽車，因為鉛酸電池和傳統(tǒng)鋰離子電池的發(fā)展遇到了瓶頸，石墨烯電池有望取得突破。在最近的上海車展上，一些汽車公司推出了一款石墨烯鈦酸鋰離子電池，可在10-15分鐘內(nèi)快速充電，充放電次數(shù)超過4萬次，行駛里程超過1000公里。

2.石墨烯集成電路

石墨烯具有超高的電子轉(zhuǎn)移能力和優(yōu)異的導熱性，有望取代目前廣泛使用的硅，成為下一代集成電路的基礎。2010年，美國的一組研究人員制造了第一個石墨烯晶體管，并將其集成到集成電路中。2016年，我國科學家研制出第一臺低噪聲放大單片集成電路。

3.石墨烯觸屏

智能手機最關鍵的組成部分是一個導電的、非常透明的觸摸屏，石墨烯出色的靈活性、導電性和光學透明度完美地滿足了這一要求，優(yōu)于目前的銦錫氧化物(ITO)電極數(shù)據(jù)。韓國的研究人員已經(jīng)制造出了由多層石墨烯和聚酯基材、基于石墨烯的太陽能電池、觸摸傳感器、平板顯示器、有機發(fā)光二極管等制成的柔性顯示屏。

4.石墨烯的記憶

英國和韓國的研究人員也在致力于開發(fā)基于go的靈活、透明的存儲系統(tǒng)。根據(jù)新型石墨烯存儲數(shù)據(jù)，成本低、功耗低、重量輕、體積小、存儲密度高，可進行三維積累。例如，英國研發(fā)的石墨烯二氧化鈦只有50納米長，8納米厚，可在5納秒內(nèi)讀寫。隨著以石墨烯為基礎的電子設備(如觸摸屏和內(nèi)存)的發(fā)展，靈活、完全可視的智能手機的未來將成為現(xiàn)實。

5.石墨烯超級數(shù)據(jù)

美國研究人員通過將一層二維石墨烯轉(zhuǎn)化為三維結構的石墨烯泡沫，再用機械強度高、導電性好的碳納米管加以強化，從而將柔軟的石墨變成了堅固的鋼筋。我們的研究人員使用微小的石墨烯管來形成一種泡沫材料，這種材料輕如氣球，堅固如金屬，有一天可以用來制作防彈衣、坦克裝甲等等。

癌癥被早期診斷

我國科學家首次發(fā)現(xiàn)石墨烯有助于早期識別癌癥。當體內(nèi)出現(xiàn)異常情況時，作為核酸分子標志物的cmocroRNA的含量也會在血清、尿液和唾液中發(fā)生變化，但一般的檢測方法很難捕捉到。石墨烯的強吸附能力可大大提高檢測靈敏度。通過對捕獲的cmocroRNA進行綜合分析，可以得出體內(nèi)是否存在癌變，以及何種癌變，對各類癌變的早期診斷和治療具有重要意義。

7.石墨烯人工喉

人的聲音只能發(fā)出聲音，卻感覺不到聲音。假如有一種材料可以同時感知和發(fā)出聲音，并且足夠靈活地制造出人造喉頭，它就可以解決像霍金這樣的肌肉萎縮癥患者，甚至是聾人的問題。最近，我國的研究人員利用多孔石墨烯數(shù)據(jù)開發(fā)了這種集成聲學裝置，它通過熱聲效應發(fā)出聲音，并通過壓阻效應接收聲音信號。

8.石墨烯的燈泡

現(xiàn)在傳統(tǒng)的白熾燈泡已經(jīng)逐漸被白色LED所取代，雖然LED照明能耗低，效果好，但是價格高，而且生產(chǎn)要稀土元素作為原始信息。在英國，科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種新型石墨烯燈泡，它的結構更堅固，而且比LED燈泡更便宜，使其使用壽命更長，能耗降低10%。

9.海水淡化過濾膜

目前的海水淡化方法要大量的能源，成本高，而且對環(huán)境有負面影響。英國研究人員正在研究一種相對便宜的用于海水淡化的氧化石墨烯過濾器。這是一種允許水分子通過和鹽離子濾出的膜。它不要高溫高壓，是海水淡化的低成本替代品。

10.石墨烯凈化海綿

科學家們利用石墨烯海綿的高比表面積來吸收有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的重量可達其自身重量的100倍，然后對其進行回收處理。我國科學家在普通海綿表面均勻地涂上石墨烯，利用其導電、疏水、親油的特性吸收海面上的漏油。