元素百科向您介绍我们不知道的石墨烯技能。2018年全国科技活动周暨北京科技周主场活动于5月20日至26日在中国人民革命军事博物馆举行。今年的科技周活动是“科技创新” 以“强国富民”为主题，通过展品、展板、视频、动画、图片、物理模型、互动体验等形式，向公众展示了460多项科技创新成果。在本次科技周活动现场，许多前来参观的市民被展出的各种石墨烯产品所吸引。
众所周知，石墨烯被称为“新材料之王”，具有优异的光学、电学和力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递方面具有重要的应用前景，被认为是革命性材料。
让窗户变得聪明
在科技创新“加速”展区，展出了各种新材料展品。其中，一扇“聪明”的窗户吸引了大量观众。
聪明的窗户在哪里？为什么聪明？对于这些问题，工作人员假装神秘地微笑，没有立即回答，而是拿出一个充电器，将连接到窗户上的USB线插入充电器，并打开开关。然后，窗玻璃的颜色开始改变，从无色到深蓝色，透明度逐渐降低，最后，整个窗户完全不透明。
“这是一扇带有智能调光膜的窗户。”工作人员解释说，智能调光膜是一种集遮阳和减少辐射为一体的新型光电产品，具有独特的透光和保温功能。夏季可动态调节阳光透射率，控制透射光和热量，有效降低室内温度；冬季可恢复光和热的透射能力，防止室内热损失。
工作人员补充道：“这种智能调光膜是基于石墨烯透明导电膜制备的。”。
这时，一位似乎有专业背景的观众问：“与传统的智能调光膜相比，这到底有什么好处？”
工作人员解释说：“目前智能调光膜产品中的透明导电电极主要采用氧化锆锡材料，也称为ITO材料。它具有透光性好、面电阻低、工艺成熟等优点。但ITO不耐弯曲，在生产、运输和使用过程中容易断裂，导致报废。此外，锆矿储量稀少，分散，开采和回收困难。ITO的成本将随着资源的不断消耗而上升。”
工作人员表示，与传统的ITO透明导电材料相比，石墨烯具有柔性优势，易于应用于聚酯(PET)在柔性基础上，扩大了产品的应用范围。采用剥离还原法制备优质石墨烯及其浆料的方法和工艺，对生产设备要求低，生产成本极低，使整个过程能够大规模、连续地生产。
据报道，建筑外窗和透明玻璃幕墙是外围护结构中热传导、热传播最活跃、热损失最严重的部分。智能调光膜可作为建筑玻璃的夹层或内外膜，通过调节入射光和阻挡热能来控制通过窗户进出的热量。自动变色的效果也使家庭不再需要遮阳窗帘或外遮阳栅。
对于智能调光膜的未来前景，工作人员表示：“智能调光膜的未来发展方向是性能更好，成本更低，需要精确的控制器，透光率转换速度更快，避免颜色，调光范围更大，降低生产成本；设计更通用、更可靠的照明控制算法，以满足不同用户、不同气候条件和不同暖通空调系统的要求。如果产品灵活，应用范围将进一步扩大，不仅可以处理各种形状的表面，还可以集成可穿戴设备，如可变色彩服装。”
让聋哑人说话
就在这个“聪明”窗口展区的不远处，大量的观众被石墨烯的“人工喉咙”所吸引，不时惊叹，称赞这种可以改变聋哑人命运的高科技技术。
该技术由清华大学任天令教授团队开发，一年前在自然通信上发表。在活动现场，观众感受到了技术功能，但很难理解石墨烯“人工喉咙”的工作原理。为此，任天令教授的弟子、清华大学助理教授田和在现场向观众解释。
“简单地说，石墨烯具有感知声音和发出声音的功能，但也具有灵活性，适合佩戴。你可以把“人工喉”想象成一个理想的收发集成声学器件。田和解释说，大多数人无法理解先天性失声的人在说什么和表达什么。此时，他们需要转换正常人无法理解的声音，如感知喉咙的轻微振动。这些振动是失声者肌肉振动的信号。虽然很弱，但“人工喉咙”可以捕捉到所有这些非标准的声音和振动，然后转换成我们能理解的声音振动信号。
例如，当“人工喉咙”佩戴者发出“啊”时，电路会判断聋哑人发出什么样的“啊”，然后用提前录制的声音代替。这样，当聋哑人发出长音“啊”时，他们就可以自动帮助他们发出“你好”的声音。
现场一个孩子兴奋地问:“动物以后能用‘人工喉’和人交流吗？”更不用说，这确实是一个值得期待的研究方向。
