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神奇材料石墨烯的六个惊人用途

石墨烯是一种超强,超轻质材料,近年来引领了大量技术创新。它由形成片状的键合碳原子组成,仅测量一个原子厚度。该材料的强度重量比使其成为各种应用的理想选择,从生产清洁饮用水的海水淡化过滤器到几秒钟内充电的电池,甚至是下一代LED灯泡。石墨烯甚至被用来制造太阳能电池在雨中产生电力,这使我们相信最令人惊奇的基于石墨烯的小工具尚未到来。

使海水饮用

在世界各地,人们都在努力开发更有效的方法将盐水变成干净的饮用水。输入这个原子厚的石墨烯过滤器洛克希德·马丁公司发现可以减少海水淡化过程所需的能量。被称为Perforene的过滤材料最初获得专利,用于清理溢油。然而,该公司意识到它也可以用于其他目的。由于过滤器只有一个原子厚度,盐水在没有过多压力的情况下流过它 - 而且由于过滤器中的孔直径只有100纳米,它们只是足够大,水分子可以挤过去,但是太小而不允许盐粒子通过。这使得海水淡化过滤器能够将能源使用量减少20%,使其更加环保,更适合在电力稀缺的地区使用。

超快速充电电池

今天的可充电电池往往会随着时间的推移而失去充电容量。然而,澳大利亚Swinburne大学的研究员Han Lin 创造了一种带有石墨烯超级电容器的电池,可以一次又一次地使用,而不会有任何性能损失 - 而且只需几秒钟即可充电。Lin使用3D打印机为他的能量存储设备制造石墨烯片,这有朝一日可能取代智能手机,平板电脑甚至电动汽车中的锂电池。石墨烯使这种新型电池成为主要优势,在充电时间,使用寿命和环境影响方面击败了传统电池。

太阳能在雨中

来自云南师范大学和中国海洋大学的科学家们利用石墨烯开发出一种能够在雨中发电的新型太阳能电池板。太阳能电池顶部的石墨烯层会产生能量,因为它与雨水中的天然盐发生反应。太阳能电池的效率约为6.5%,虽然效率不高,但随着效率的提高,在传统太阳能电池的天气不完全成熟的地方,降雨功能可能成为现实。

超高效灯泡

曼彻斯特大学称自己是“石墨烯之乡”,因为它是2004年第一个制造石墨烯片的地方。快进到2015年,该大学的一个研究小组创造了一个可调光的灯丝形LED涂层石墨烯比现有LED灯泡节能10%。更新,更好,更持久的LED在不久之后在英国上市,销售价格低于许多竞争产品。石墨烯灯泡也是历史上第一个含有现在着名的碳同素异形体的商品。

世界上最轻的材料

科学家们一直致力于开发比以往更轻盈的材料,2013年,一支中国研究人员利用石墨烯创造了一种类似海绵的材料。获得了世界上最轻的材料称号。将冻干碳与氧化石墨烯融合在一起,浙江大学团队制作了他们所称的石墨烯气凝胶,这是一种海绵状固体材料,重量仅为0.16毫克/立方厘米。碳基海绵非常灵活,并且能够以令人印象深刻的数量吸收油。该团队报告说,海绵可以吸收自身重量的900倍,这意味着它可以在将来用于清理漏油。最重要的是,由于海绵的灵活性,油和海绵都可以回收利用,使其成为解决实际问题的可持续解决方案。

纸比钢强10倍

纸张非常脆弱,尤其是纸张形式。它很容易撕裂,甚至只需几滴水就可以使它基本上无法用于预期目的。五年前,悉尼科技大学的一组研究人员开发出一种比石墨强10倍的石墨烯纸。耐用的纳米纸由加工和压制石墨组成,具有柔韧性,100%可回收,导电耐用,足够薄,可用于无数行业。

文章转载自公众号:石墨烯雷达

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