石墨烯的潜在应用是什么?
我国粉体网讯 2017年,英国和我国的科学家先后利用不同方法,完成了对氧化石墨烯层距离的精确控制,使得体积较小的水分子可以顺利经过,而盐离子则被“堵在门外”。该效果展现了氧化石墨烯在海水淡化领域的巨大潜力。
氧化石墨烯是石墨烯的“孪生弟弟”。自2004年英国物理学家在实验室内用看似不可思议的“撕胶带”的方法,从大块石墨中剥离出科学家曾理论预言不可能安稳存在的单层石墨烯以来,石墨烯这一科学名词已变得家喻户晓。短短十几年,围绕石墨烯的各项研讨展开迅猛,并展现出极端宽广的使用远景。
石墨烯是“碳材料家族”中的一员,是由一个个碳原子在平面内依照六边形蜂窝状结构摆放形成的一种层状材料。由于其厚度只要一个碳原子的巨细,约为0.34纳米,相当于一根头发丝的二十万分之一,是人类迄今为止发现的最薄的材料,石墨烯也被称作是一种二维材料。
正是由于这种特别的二维原子结构,石墨烯展现出了许多一般三维材料并不具有的奇特性质。单层石墨烯的透光率高达97.7%,肉眼看过去几乎是彻底通明的。它有着绝佳的导热性,热传导才干是金刚石的两倍以上。石墨烯的机械强度极大,比钢铁还要强200倍,如果把1平方米的单层石墨烯做成一张吊床,戋戋0.34纳米的厚度便可以稳稳地承载一只猫。石墨烯还具有十分优秀的电学性质,导电性比银和铜还强,载流子迁移率比碳纳米管和硅还高。
依据石墨烯极端优异的物理特性,人们对它的使用寄予厚望。近十年的研讨标明,石墨烯在根底研讨、高频电子器件、柔性显现、电化学生物传感器、新能源电池、超级电容、导热材料、航空航天等领域有着非凡的使用潜力,被誉为“黑金”和“新材料之王”。
在众多潜在使用中,石墨烯清水技术不仅在原理上具有较高的可行性,在实验室也取得了许多重大打破。众所周知,活性炭作为一种常见的传统污水处理材料,内部有许多疏松的孔隙,具有很强的吸附才干。而石墨烯特别的层状和孔状结构,使其吸附才干是活性炭的成百上千倍。在此根底上,科学家经过微观调控、修饰与改性,制造出了许多种不同的具有超高效吸附特性的石墨烯基吸附材料,它们不仅能吸附超越本身质量数百倍的污染物,还可以循环运用,大大降低运用本钱。可以说,石墨烯在污水处理和海水淡化方面供应了令人惊喜的全新解决方案。
目前,我国石墨烯工业已被列入《“十三五”国家战略性新兴工业展开规划》和“我国制造2025”关键展开领域之一。我国在石墨烯领域的研讨水平在国际上具有很强的竞争力,包括石墨烯清水技术在内的一些技术打破正逐渐从实验室走向市场使用。咱们信任,与石墨烯有关的新技术、新发明会在不远的将来走进人们的日常生活,给人类带来巨大福音。