中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:鉛筆,誰(shuí)都用過(guò)。小時(shí)候,學(xué)寫字,胖乎乎的手握著鉛筆,在作業(yè)本上留下一個(gè)個(gè)歪歪扭扭的漢字。鉛筆筆芯的主要成分是石墨。我們能用鉛筆寫出字來(lái),就是因?yàn)槭珜娱g作用力弱,容易剝離下單層石墨片。所以,我們?cè)谧鳂I(yè)本上每劃一筆,就是剝離了一層或者幾層石墨片。
這樣的剝離存在一個(gè)很小的極限,那就是單層的剝離。也就是,形成厚度只有一個(gè)碳原子的單層石墨,這種單層石墨就是石墨烯。
近日,由石墨烯制成的“微型超級(jí)電容器”消息一出,石墨烯概念股再次得到市場(chǎng)追捧。
不得了的石墨烯
想象一下,有那么一張網(wǎng),每一個(gè)網(wǎng)格都是一個(gè)完美的六邊形,每個(gè)網(wǎng)格的繩結(jié)都是一個(gè)碳原子。這張網(wǎng)沒有厚度,只有長(zhǎng)和寬。
這就是石墨烯的形態(tài)。
它是地球上已發(fā)現(xiàn)的最薄材料,一根頭發(fā)絲的直徑大概等于十萬(wàn)層石墨烯疊加起來(lái)的厚度,所以用肉眼是看不見石墨烯的。石墨烯一層層疊起來(lái)就是石墨,厚1毫米的石墨大約包含300萬(wàn)層石墨烯。
它也是最強(qiáng)韌的納米材料,如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床,可以承受一只貓的重量,而吊床本身重量不足1毫克,只相當(dāng)于貓的一根胡須。
石墨烯是電阻率最小的材料,導(dǎo)電性是銅的一百萬(wàn)倍,它在室溫下傳遞電子的速度比已知導(dǎo)體都快。
矛盾的石墨烯
石墨烯也是個(gè)矛盾的東西。
石墨烯薄膜堅(jiān)固易脆,但彈性極好,拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。
它這么薄,薄到近乎透明,垂直入射的可見光只有很小一部分(2.3%)會(huì)被石墨烯吸收,而絕大部分的光都會(huì)透過(guò)去;它卻又非常致密,即使是氦原子,最小的氣體原子,也無(wú)法穿透。
它甚至違背“熱脹冷縮”原理,隨著溫度升高而縮小。
太抽象了,還是說(shuō)說(shuō)到底能用石墨烯來(lái)做些什么吧。
“超級(jí)電池”,家里可制
現(xiàn)在的都市里,很多人患上了“手機(jī)低電量恐懼癥”。
具體病癥就是,手機(jī)電池發(fā)出電量過(guò)低的警告,就慌張地到處尋找插座,只有找到插座接上電源,手機(jī)電池顯示出正在充電的狀態(tài),才會(huì)安心。這都是電池惹的禍。智能手機(jī)功能越來(lái)越多,人們也就越來(lái)越依賴手機(jī),只是手機(jī)的鋰電池,儲(chǔ)電能力和充放電效率跟不上了。
美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分?;瘜W(xué)、生物化學(xué)教授理查德·卡勒和他的學(xué)生馬希爾·艾卡迪可能會(huì)改變這樣的局面。
卡勒教授是加州納米系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)的成員,他和馬希爾利用石墨烯為原材料,發(fā)明了一種名為微型石墨烯超級(jí)電容器的裝置。這種裝置的充放電速度,比現(xiàn)在常用的鋰電池快100倍到1000倍,幾分鐘就能完成智能手機(jī)的充電。