来源: 国产划片机 发布时间：2021-03-22
石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。”
有趣的是，石墨烯诞生并没有使用“高大上”的科学技术，而是由英国曼彻斯特大学的两位科学家用透明胶带从石墨晶体上“粘”出来的。
石墨烯目前最有潜力的是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。据相关专家分析，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。而近日，美国麻省理工学院的科学家通过研究发现，在特定情况下，石墨烯能够被转化成具有独特功能的拓扑绝缘体。这一研究发现，有望带来一种制造量子计算机的新方法。
其次，石墨烯能助力超级电容器、锂离子电池的发展。据相关资料显示，加入石墨烯材料，同等体积的电容可扩充5倍以上的容量，而锂电池电极中加入石墨烯则可大幅度提高其导电性能。此外，石墨烯还可应用于电路、触摸屏、基因测序以及制造出羽翼般超轻型飞机、超坚韧防弹衣等领域。
石墨烯具有优异的电学、热学、结构和力学性能，以及完美的量子隧道效应、优异的电导率等一系列特殊性质，并同时具备价格低廉的有点，被业界不便认为在下一代电晶体、透明导电膜、储能技术、化学传感、功能复合材料等领域应用前景十分广阔。
除了替代储能电池中的既有材料，石墨烯也被证明可制造出性能优异的太阳能电池，而且是未来获得廉价耐用太阳能电池的最佳途径之一。美国麻省理工学院的研究人员在柔性石墨烯片上涂复纳米线，生产出低成本、透明以及柔韧性佳的太阳能电池，能够在窗户、屋顶以及其他物体的表面使用。
石墨烯可能是替代铟锡氧化物（ITO）的新材料。除了成本较低外，它还有诸如柔韧性佳、重量轻、机械强度与化学稳定性高等优点。在复盖硫化物量子点的情况下，虽然石墨烯的功率转换效率比通用的矽电池低4.2%，但今后在特殊用途中将具有竞争力。
在2012年的早些时候，美国佛罗里达大学物理学研究人员表示，通过对石墨烯材料进行三氟甲基磺醯胺（简称TFSA）掺杂处理，获得了具有能量转化率高的掺杂石墨烯太阳能电池。掺杂后的石墨烯太阳能电池的能量转化率高达8.6%，创造了石墨烯太阳能电池能量转换的纪录。
研究人员表示，如果石墨烯太阳能电池的能量转化率达到10%，且保持生产成本足够低，那么它们将成为市场上有力的竞争者。
