“神奇材料”石墨烯的20年

科学百科作者 / 世界之声 / 2025-05-30 08:21
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      20年前,英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的科学家们发现了如何分离出世界上最坚固的材料之一。  周

  

  

  20年前,英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的科学家们发现了如何分离出世界上最坚固的材料之一。

  周二是安德烈·海姆(Andre Geim)教授和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(Konstantin Novoselov)教授能够提取出单原子厚度的二维晶体石墨烯的20周年纪念日,他们基本上是用胶带剥离石墨薄片。这个实验打开了材料科学和工程的新时代的大门,并在六年后为科学家们赢得了诺贝尔奖。

  教授们的工作对许多不同领域的影响怎么夸大都不为过。由于石墨烯的非凡性能,它的应用范围从跑鞋到建筑材料。

  石墨烯几乎是科幻小说里的东西——想象一下单层碳原子排列成蜂窝状结构。它像钢一样坚固,但却非常轻且灵活。它是导电和导热的,但也是透明的。它是世界上第一种二维材料,比人类头发的直径还细一百万倍。

  石墨烯可以应用的行业和制造过程数不胜数——从运输到医药,从电子到能源,从国防到海水淡化。在建筑领域,它可以代替钢筋混凝土中的钢材。它被用于生物技术领域的靶向药物输送和DIY健康检测试剂盒。甚至还有用石墨烯制成的跑鞋,比标准运动鞋更有抓地力、更耐用,能量回报也高出25%。

  “如果你有一辆电动汽车,石墨烯就在那里,”海姆教授在最近的一次学术峰会上表示。“如果你谈论的是柔性、透明和可穿戴的电子产品,石墨烯类材料很有可能出现在那里。石墨烯也用于锂离子电池,因为它能将电池性能提高1%或2%。”

  “引爆点”

  曼彻斯特大学(University of Manchester)围绕石墨烯分离的兴奋和创新很快吸引了阿联酋的投资。根据去年签署的一项协议,这项价值10亿美元的英阿合作项目是最雄心勃勃的项目之一,旨在将石墨烯商业化,在尽可能短的时间内将其从实验室推向大规模生产。

  该合资企业正在开发和生产优质的环保产品,使用先进的二维材料,包括石墨烯增强混凝土,不需要水泥或水,可以使用回收材料制造。

  Graphene@Manchester首席执行官詹姆斯?贝克(James Baker)教授表示:“在我们迎来首次发现石墨烯20周年之际,我们现在看到了产品和应用商业化的真正‘转折点’,许多产品现在已经进入市场或即将进入市场。”“我们还见证了一个全新的企业生态系统,它们开始扩大产品和应用的规模,其中许多企业都位于曼彻斯特。”

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