一分钟解密石墨烯粉体的相关知识

发布日期：

2022-05-24

石墨烯粉体一种由碳原子组成的新材料，被授予2010年诺贝尔物理学奖。这种导体材料的出现对很多行业都有很大的影响。这种纳米导体会影响什么样的产品变革？科学家在花费10亿欧元的同时，注定要突破一些瓶颈。这背后有哪些可能性？

新物质元素的出现是可以导致科技剧变的标志。在技术革命的时代，任何可能颠覆人们观念的物质、组合或化学反应，都会让一群群探路者为之付出，为之兴奋。石墨烯粉体一种由碳原子组成的新材料，被授予2010年诺贝尔物理学奖。这种导体材料的出现对很多行业都有很大的影响。这种纳米导体会影响什么样的产品变革？科学家在花费10亿欧元的同时，注定要突破一些瓶颈。这背后有哪些可能性？

　　欧盟委员会今年1月批准了旗舰石墨烯项目。此前，石墨烯研究一直是世界上至大的材料研究项目，有来自17个欧洲国家的数百名科学家参与。在旗舰项目于11月25日提交进一步的项目建议书后，石墨烯研究将进一步扩大。

　　石墨烯粉体是目前人类制造的至薄至硬的纳米材料：一片薄薄的碳原子呈六边形蜂窝状，坚硬如钻石，强度是铁的数百倍。但同时又具有高度的灵活性，甚至可扩展性。石石墨烯粉体作为介质在室内环境中传输电流，其速度超过任何已知的导体材料。此外，它还可以将任意波长的光转换成稳定的光流。自从10年前破例分离出石墨烯以来，研究人员已经为其潜在的应用提出了各种想法，从更快的计算机芯片到更灵活的触摸屏，新电池和更多可以开发的产品。

　　然而在数字电子技术领域，石墨烯粉体突出的优势却成了它致命的劣势。原则上，内部具有高质迁移率的电子使其能够以非常高的速度处理数据。一些器件的数据处理速度已经达到400 GHz，是硅器件的数倍。但是由于电子之间没有带隙，一旦开始数据传输就很难关闭，严重阻碍了逻辑运算，因为逻辑运算的问题都是开和关的。

　　如果在石墨烯中掺杂其他材料，会降低电子的流动速度。因此，研究人员正在试图调和石墨烯粉体的电学性质，例如将它与其他单层材料结合，或者用二硫化钼和二硒化钨制作晶体管。总之，现在直接利用的难度巨大。

国外某专家认为，石墨烯粉体要想代替硅电子的地位，还有很长的路要走。近期，石墨烯晶体管至大的卖点可能在于它能在多种电压下运转的特点，而不是其开通或者关闭的能力。石墨烯粉体的应用范围包括，用于探测环境污染或者血氧水平的传感器，以及手机内部的信号发送器。

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