石墨烯傳感器

這種傳感器對光線的敏感度超過攝像機所使用的成像傳感器千倍，這都得益于它所使用的創(chuàng)新式結(jié)構(gòu)。它是由石墨烯制作而成的，石墨烯是一種擁有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的超強碳化合物，它和橡膠一樣柔韌，而且比硅更具傳導性。石墨烯是一種單原子厚的石墨層，它已經(jīng)獲得了認同可以作為未來的建筑材料。2010年Andre Geim和Konstantin Novoselov也因為他們對于石墨烯的研究而獲得了諾貝爾物理學獎。

南洋理工大學電氣與電子工程系的助教Wang Qijie發(fā)明了這種新型傳感器，他說道：“這是首次使用純石墨烯制造出一種用途廣泛的高光敏度傳感器。我們已經(jīng)證實，有可能僅使用石墨烯就制造出廉價而又柔韌的感光傳感器。我們期望這項創(chuàng)新，不僅能夠?qū)Τ上衿髽I(yè)的消費者而且能夠?qū)πl(wèi)星成像和通信企業(yè)產(chǎn)生巨大的影響?！盬ang聲稱，這種新型傳感器的關(guān)鍵在于使用了“滯留光線”的納米結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)能夠比傳統(tǒng)的傳感器更長時間的捕獲產(chǎn)生光線的電子微粒。這就會導致產(chǎn)生一種更強的電信號，就像數(shù)碼相機所拍攝的照片一樣，它能夠?qū)⑦@種電信號轉(zhuǎn)變成圖像。

大多數(shù)攝像機的傳感器都使用一種互補金屬氧化物半導體作為基座。但是Wang聲稱他的石墨烯基座要高效的多，能產(chǎn)生更加清晰和精美的照片。而且據(jù)Wang所說，他在設計這種新型傳感器的時候，甚至考慮到了制造業(yè)規(guī)范。一般而言，攝像機生產(chǎn)企業(yè)能夠使用同樣的過程來制造這種傳感器，僅僅需要將基座材料轉(zhuǎn)換成石墨烯即可。Wang說道，如果有企業(yè)采納他的設計，那么就能夠帶來更廉價、更輕便而且電池壽命更長久的攝像機。

這種新型傳感器是由新加坡南洋理工大學的研究人員研制的，它對可見光和紅外線都高度敏感，這就意味著它可以用于尼康品牌的所有產(chǎn)品 。

石墨烯因其獨特的電學性能、力學性能、熱性能、光學性能和高比表面積，近年來受到化學、物理、材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域的極大重視，應用前景廣闊，被公認為21世紀的“未來材料”和“革命性材料”。具體在五個應用領(lǐng)域：一是儲能領(lǐng)域。石墨烯可用于制造超級電容器、超級鋰電池等。二是光電器件領(lǐng)域。石墨烯可用于制造太陽能電池、晶體管、電腦芯片、觸摸屏、電子紙等。三是材料領(lǐng)域。石墨烯可作為新的添加劑，用于制造新型涂料以及制作防靜電材料。四是生物醫(yī)藥領(lǐng)域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于藥物載體、生物診斷、熒光成像、生物監(jiān)測等。五是散熱領(lǐng)域。石墨烯散熱薄膜可廣泛應用于超薄大功耗電子產(chǎn)品，比如當前全球熱銷的智能手機、IPAD?電腦、半導體照明和液晶電視等。?

中國科學院預計，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件，在納米電子器件、光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領(lǐng)域得到應用。全球范圍內(nèi)僅電子行業(yè)每年需消耗大約2500噸半導體晶硅，純石墨烯的市場價格約為人民幣1000元/g?，其若能替代晶硅市場份額的10%，就可以獲得5000億元以上的經(jīng)濟利益；全球每年對負極材料的需求量在2.5萬噸以上，并保持了20%以上的增長，石墨烯若能作為負極材料獲得鋰離子電池市場份額的10%，就可以獲得2500噸的市場規(guī)模?？梢?，石墨烯具有廣闊的應用空間和巨大的經(jīng)濟效益 。2100433B

2010年的諾貝爾物理學獎將石墨烯帶入了人們的視線。2004年英國曼徹斯特大學的安德烈·海姆教授和康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授通過一種很簡單的方法從石墨薄片中剝離出了石墨烯，為此他們二人也榮獲2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯是一種二維晶體，由碳原子按照六邊形進行排布，相互連接，形成一個碳分子，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定;隨著所連接的碳原子數(shù)量不斷增多，這個二維的碳分子平面不斷擴大，分子也不斷變大。單層石墨烯只有一個碳原子的厚度，即0.335納米，相當于一根頭發(fā)的20萬分之一的厚度，1毫米厚的石墨中將將近有150萬層左右的石墨烯。石墨烯是已知的最薄的一種材料，并且具有極高的比表面積、超強的導電性和強度等優(yōu)點。

堪稱超級的物理特性

石墨烯是已知的最薄的一種材料，單層的石墨烯只有一個碳原子的厚度，這種厚度的石墨烯擁有了許多石墨所不具備的特性。

導電性極強：石墨烯中的電子沒有質(zhì)量，電子的運動速度超過了在其他金屬單體或是半導體中的運動速度，能夠達到光速的1/300，正因如此，石墨烯擁有超強的導電性。

超高強度：石墨是礦物質(zhì)中最軟的，其莫氏硬度只有1-2級，但被分離成一個碳原子厚度的石墨烯后，性能則發(fā)生突變，其硬度將比莫氏硬度10級的金剛石還高，卻又擁有很好的韌性，且可以彎曲。（注釋：物理常識，硬度越高，材料越脆。例如玻璃，剛玉和鉆石，非常容易打碎。原文此處有誤，請留意。）

超大比表面積：由于石墨烯的厚度只有一個碳原子厚，即0.335納米，所以石墨烯擁有超大的比表面積，理想的單層石墨烯的比表面積能夠達到2630m2/g，而普通的活性炭的比表面積為1500m2/g，超大的比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲能材料。

主要的制備方法有微機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和氣相沉積法;其中氧化石墨還原法優(yōu)于制備成本相對較低，是主要制備方法。

石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發(fā)光二極管等等，都需要良好的透明電導電極材料。特別是，石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優(yōu)良;氧化銦錫脆度較高，比較容易損毀。在溶液內(nèi)的石墨烯薄膜可以沉積于大面積區(qū)域。通過化學氣相沉積法，可以制成大面積、連續(xù)的、透明、高電導率的少層石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的陽極，并得到高達1.71%能量轉(zhuǎn)換效率;與用氧化銦錫材料制成的元件相比，大約為其能量轉(zhuǎn)換效率的55.2%。作為新興產(chǎn)業(yè)。石墨烯未來前途一片光明。

石墨烯特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài)，使其具備世界上最硬、最薄的特征，同時也具有很強的韌性、導電性和導熱性。這些及其特殊的特性使其擁有無比巨大的發(fā)展空間，未來可以應用于電子、航天、光學、儲能、生物醫(yī)藥、日常生活等大量領(lǐng)域。2100433B

石墨烯概念股是指石墨烯行業(yè)以及相關(guān)行業(yè)類個股。