石墨烯的潛在應(yīng)用是什么?
我國(guó)粉體網(wǎng)訊 2017年,英國(guó)和我國(guó)的科學(xué)家先后利用不同方法,完成了對(duì)氧化石墨烯層距離的精確控制,使得體積較小的水分子可以順利經(jīng)過(guò),而鹽離子則被“堵在門外”。該效果展現(xiàn)了氧化石墨烯在海水淡化領(lǐng)域的巨大潛力。
氧化石墨烯是石墨烯的“孿生弟弟”。自2004年英國(guó)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用看似不可思議的“撕膠帶”的方法,從大塊石墨中剝離出科學(xué)家曾理論預(yù)言不可能安穩(wěn)存在的單層石墨烯以來(lái),石墨烯這一科學(xué)名詞已變得家喻戶曉。短短十幾年,圍繞石墨烯的各項(xiàng)研討展開迅猛,并展現(xiàn)出極端寬廣的使用遠(yuǎn)景。
石墨烯是“碳材料家族”中的一員,是由一個(gè)個(gè)碳原子在平面內(nèi)依照六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)擺放形成的一種層狀材料。由于其厚度只要一個(gè)碳原子的巨細(xì),約為0.34納米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的二十萬(wàn)分之一,是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最薄的材料,石墨烯也被稱作是一種二維材料。
正是由于這種特別的二維原子結(jié)構(gòu),石墨烯展現(xiàn)出了許多一般三維材料并不具有的奇特性質(zhì)。單層石墨烯的透光率高達(dá)97.7%,肉眼看過(guò)去幾乎是徹底通明的。它有著絕佳的導(dǎo)熱性,熱傳導(dǎo)才干是金剛石的兩倍以上。石墨烯的機(jī)械強(qiáng)度極大,比鋼鐵還要強(qiáng)200倍,如果把1平方米的單層石墨烯做成一張吊床,戔戔0.34納米的厚度便可以穩(wěn)穩(wěn)地承載一只貓。石墨烯還具有十分優(yōu)秀的電學(xué)性質(zhì),導(dǎo)電性比銀和銅還強(qiáng),載流子遷移率比碳納米管和硅還高。
依據(jù)石墨烯極端優(yōu)異的物理特性,人們對(duì)它的使用寄予厚望。近十年的研討標(biāo)明,石墨烯在根底研討、高頻電子器件、柔性顯現(xiàn)、電化學(xué)生物傳感器、新能源電池、超級(jí)電容、導(dǎo)熱材料、航空航天等領(lǐng)域有著非凡的使用潛力,被譽(yù)為“黑金”和“新材料之王”。
在眾多潛在使用中,石墨烯清水技術(shù)不僅在原理上具有較高的可行性,在實(shí)驗(yàn)室也取得了許多重大打破。眾所周知,活性炭作為一種常見(jiàn)的傳統(tǒng)污水處理材料,內(nèi)部有許多疏松的孔隙,具有很強(qiáng)的吸附才干。而石墨烯特別的層狀和孔狀結(jié)構(gòu),使其吸附才干是活性炭的成百上千倍。在此根底上,科學(xué)家經(jīng)過(guò)微觀調(diào)控、修飾與改性,制造出了許多種不同的具有超高效吸附特性的石墨烯基吸附材料,它們不僅能吸附超越本身質(zhì)量數(shù)百倍的污染物,還可以循環(huán)運(yùn)用,大大降低運(yùn)用本錢。可以說(shuō),石墨烯在污水處理和海水淡化方面供應(yīng)了令人驚喜的全新解決方案。
目前,我國(guó)石墨烯工業(yè)已被列入《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興工業(yè)展開規(guī)劃》和“我國(guó)制造2025”關(guān)鍵展開領(lǐng)域之一。我國(guó)在石墨烯領(lǐng)域的研討水平在國(guó)際上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,包括石墨烯清水技術(shù)在內(nèi)的一些技術(shù)打破正逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)使用。咱們信任,與石墨烯有關(guān)的新技術(shù)、新發(fā)明會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)走進(jìn)人們的日常生活,給人類帶來(lái)巨大福音。