九個驚人的石墨烯應用：從過濾海水到智能涂料

九個驚人的石墨烯應用：從過濾海水到智能涂料

石墨烯是單層石墨，也被稱為鉛筆中的軟材料，其原子排列成蜂窩狀、六邊形圖案。石墨烯實際上成為科學中最常用的新材料之一。

石墨烯只有一個原子厚，是已知宇宙中最堅固的材料之一，它的強度是鋼的100倍，具有很大的柔韌性，并且在表面之下還有許多其他的潛力。

想象一下，一個具有單一原子厚度的柔性透明顯示器或光條，石墨烯可以幫助實現這一點，哥倫比亞（大學）工程、首爾國立大學和韓國標準與科學研究所的科學家所做的研究表明，通過將小石墨烯條附在金屬電極上并通過電子束三次電流通過它們，石墨烯被顯示出加熱和點亮的能力。哥倫比亞大學教授詹姆斯·霍恩（James Horn）將石墨烯描述為世界上最小的燈泡。找到一種方法將這一突破轉變為可以穿的東西，如智能服裝，將是革命性的。

石墨烯也可以用作超導體，這意味著電流可以以零電阻流過它，這是英國劍橋大學的研究人員發現的。這種效應是通過將石墨烯與一種叫做Pr-Ce-Cuo-PCCO的材料耦合而激活的。為什么超導材料很重要在未來，它們可以提供無限的能源，因為它們通常不需要再充電電流。

該項目的研究人員之一，安吉爾·博納告訴《數字趨勢》，總有一天，夢想是讓你的電腦或iPhone在不浪費能源的情況下工作。你只要給它充電一次，然后你就忘記了你必須在它的整個生命周期中再次給它充電。

為了產生聲音，普通的揚聲器通過來回移動（或搖動）在空氣中產生壓力波。石墨烯最終可能會提供一種不同的方法。英國埃克塞特大學的研究人員已經展示了石墨烯如何制造一種非移動固態音頻設備，有一天它將取代現有的重型音頻系統。一種叫做熱聲產生的東西。

這一過程不會在物理上移動部件，而是通過使用石墨烯產生可聽見的或更高的超聲波頻率來周期性地在非常高的速度下改變空氣的溫度。其最終應用可能是將揚聲器集成到超薄觸摸屏技術中，在觸摸屏技術中屏幕可以發出自己的聲音。沒有單獨的揚聲器S是必需的。

單層石墨烯很好。你知道兩層石墨烯結合起來更好。佐治亞理工學院的研究人員最近證明，兩層外延石墨烯（只有兩層原子石墨烯）能夠經受住鉆石尖端的穿孔。預計它將發展成為超薄的體甲，像金屬箔一樣亮，但也像金屬箔一樣堅固。作為鉆石，它可以防止子彈的殺傷。有趣的是，石墨烯屏蔽層的超硬效應只在使用兩層石墨烯時發生，而額外的一層似乎有不利影響。

石墨烯膜可以用來制造比任何餐廳廚房都好的篩子。一項研究表明，石墨烯膜可以過濾85%的海水中的鹽，海水不夠純凈，不適合飲用，但完全可以用于農業用途。英國曼徹斯特大學的最新研究人員甚至過濾了威士忌的顏色。用石墨烯薄膜-把它們變成透明液體。

想象一下，如果你能用一種特殊的涂層來粉刷一棟建筑，當它覺得底層結構需要修復時，它會變色。這就是德國萊布尼茲聚合物研究所的研究人員用一種智能石墨烯涂層所取得的成果，這種涂層可以用顏色來顯示裂縫和裂縫。

受魚鱗反射光線的啟發，這種涂層的設計是為了放大特定波長的光線，但使其他光線變暗。石墨烯板以某種角度放置在表面上，因此如果受到某種程度的影響，它們會反彈紅光、黃光和綠光，而不是折衷區。巧妙地說，這種光線的顏色可以變化。根據一個區域的應力嚴重程度，可以對結構進行編碼，以顯示主要特定區域的損傷程度。

石墨烯不僅對健康有很好的檢測能力。芝加哥伊利諾伊大學的研究人員已經證明，它還可以幫助檢測癌細胞。在一個實驗中，他們將老鼠的腦細胞放在石墨烯板上，發現它們可以區分單個癌細胞（膠質母細胞瘤或GMB細胞）和正常細胞。其他德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員還創造了一種基于石墨烯的臨時紋身，可以追蹤人的生命體征，如皮膚溫度和水合作用。

石墨烯也可以用來制造新的快速充電電池。中國東旭光電（Dongxu Optoelectronic）公司已經制造了一種稱為G王國（G Kingdom）的電池組，該電池組的超大容量為4800毫安時，但據報道，它能在四分之一小時內充滿電能。該電池的強度也被認為足以放電和充電3500次，比普通鋰離子電池高。

從今年開始，由于曼徹斯特大學和運動服品牌Inov-8的合作，你將能夠買到由石墨烯制成的跑鞋。這些跑鞋已經在實驗室進行了測試，據說石墨烯復合橡膠外底（實際上是石墨烯的特征部分）比傳統材料，使鞋子更耐磨。

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