含有石墨烯材料的產(chǎn)品命名指南材料原型

[導(dǎo)讀]目前石墨烯是公認(rèn)的具有與硅晶體同等價(jià)值的新材料，也是已知的世上最薄、最堅(jiān)韌的納米材料，石墨烯技術(shù)的飛速發(fā)展將有望締造下一個(gè)電子科技新時(shí)代。

一塊一厘米厚的石墨烯板，能夠讓一頭5噸重的成年大象穩(wěn)穩(wěn)站在上面；用石墨烯做的手機(jī)電池，一秒鐘內(nèi)就能把電充滿；以石墨稀為材料的平板電腦，可以隨意折疊成手機(jī)大小放在口袋里。這樣的神奇故事還能講很多，科學(xué)家們正嘗試制造一個(gè)長(zhǎng)達(dá)23000英里并且足夠強(qiáng)韌的“太空電梯”，而地球上強(qiáng)度最高的物質(zhì)石墨烯完全適合用來(lái)制造太空電梯纜線。新材料技術(shù)永遠(yuǎn)都是科技行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)的重要推動(dòng)力，晶體硅的出現(xiàn)就曾讓電子科技行業(yè)繁榮了數(shù)十年。而目前石墨烯是公認(rèn)的具有與硅晶體同等價(jià)值的新材料，也是已知的世上最薄、最堅(jiān)韌的納米材料，石墨烯技術(shù)的飛速發(fā)展將有望締造下一個(gè)電子科技新時(shí)代。

上一場(chǎng)革命：晶體硅

如果說(shuō)20世紀(jì)初發(fā)明的電子管是近百年電子工業(yè)發(fā)展的起點(diǎn)，那么毫無(wú)疑問(wèn)20世紀(jì)中期美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的晶體管則是半個(gè)世紀(jì)以來(lái)電子工業(yè)得以蓬勃發(fā)展的助推器。相比電子管的笨重、能耗大、壽命短、噪聲大、制造工藝復(fù)雜，以晶體硅半導(dǎo)體為原材料的晶體管克服了這些缺陷，它的問(wèn)世問(wèn)世被譽(yù)為本世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，也是微電子革命的先驅(qū)。

正是電子晶體管的出現(xiàn)才讓微型集成電路技術(shù)出現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，數(shù)十年來(lái)，微電子技術(shù)不僅在計(jì)算機(jī)、手機(jī)、消費(fèi)電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用，而且在汽車、工業(yè)控制、航空航天、醫(yī)療設(shè)備等無(wú)數(shù)專業(yè)電子設(shè)備中得到廣泛使用，通過(guò)讓機(jī)器設(shè)備微型化、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化，將從根本上改變?nèi)祟惖纳睢?

正因?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，才有了著名的摩爾定律。根據(jù)摩爾定律的預(yù)測(cè)，集成電路芯片上所集成的電路數(shù)目，每隔18個(gè)月就翻一倍，而價(jià)格會(huì)下降一半?？v觀近幾十年來(lái)，無(wú)論是計(jì)算機(jī)硬件還是智能手機(jī)等一系列消費(fèi)電子產(chǎn)品，性能都在飛速提升而價(jià)格則急劇下降，技術(shù)變革的速度往往超出人們的想象。

下一場(chǎng)革命：石墨烯

被譽(yù)為“21世紀(jì)的神奇材料”、“萬(wàn)能材料”的石墨烯自2004年首次從石墨中分離出來(lái)，到今天被業(yè)界廣泛追捧也就只有短短十年的時(shí)間，它的出現(xiàn)在科學(xué)界激起了巨大的波瀾，英國(guó)科學(xué)家還因此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是世界上已知最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，具有出色的韌性、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。石墨烯由于提煉技術(shù)還不成熟，目前相關(guān)技術(shù)研究大多還處在實(shí)驗(yàn)室階段，離大規(guī)模量產(chǎn)還有相當(dāng)于距離，因此它也是被號(hào)稱價(jià)格10倍于黃金的納米材料。

由于石墨烯具有比晶體硅有更好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，效率可比硅至少高100倍，因此也被認(rèn)為是最有可能替代硅材料而成為未來(lái)微型集成電路的新型材料。正如華為創(chuàng)始人任正非所說(shuō)：這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代！

石墨烯應(yīng)用前景展望

正因?yàn)槭┰谛履茉?、新材料、電子科技、航天軍工等領(lǐng)域有著非常大的潛在應(yīng)用價(jià)值，近年來(lái)受到學(xué)界、政府、資本的重視與追捧。無(wú)論是歐洲、美國(guó)，還是亞太地區(qū)，目前都緊急將石墨烯技術(shù)提升到一個(gè)未來(lái)技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高度。2013年歐盟將石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來(lái)新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”，每項(xiàng)計(jì)劃將在未來(lái)10年內(nèi)分別獲得10億歐元的研究經(jīng)費(fèi)。

作為最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電性最好且擁有強(qiáng)大靈活性的納米材料，基于石墨烯材料的新能源電池功率密度比鋰電池高100倍，能量?jī)?chǔ)存密度比傳統(tǒng)超級(jí)電容高30倍，是目前高性能電池升級(jí)的一個(gè)重要方向。

隨著目前智能手機(jī)芯片更快、屏幕更大、功能更多，手機(jī)耗電量也在飛速增長(zhǎng)，而受于體積及重量、外觀設(shè)計(jì)的限制，手機(jī)電池技術(shù)的瓶頸越來(lái)越明顯，而石墨烯電池的應(yīng)用將有望讓智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備及電動(dòng)汽車等一系列前沿高科技產(chǎn)品的體積及性能、成本及續(xù)航能力等有重大突破。

此外，石墨烯作為世界上最薄、機(jī)械強(qiáng)度最高的納米材料，具有高透光性和高導(dǎo)電性，將其用于手機(jī)屏幕將使未來(lái)的手機(jī)更薄，視覺(jué)效果更好，甚至具備透明屏幕的酷炫效果。

石墨烯納米材料本身的天然特性決定了，其可在復(fù)合材料、觸摸屏、電子器件、儲(chǔ)能電池、顯示器、傳感器、半導(dǎo)體、航天、軍工、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的成熟度越來(lái)越高以及資本市場(chǎng)、政府政策的大力推動(dòng)，預(yù)計(jì)不用很久石墨烯將可能掀起電子科技領(lǐng)域的下一場(chǎng)革命。