石墨烯材料将引发现代电子科技和信息技术革命

2025年08月18日 阅读量:194

元素百科石墨烯是一种二维单层碳原子结构材料,不仅是世界上最强、最硬、最薄的材料,而且由于电阻率最小,导热系数最高,也是最理想的电极和半导体材料,被认为可以引发现代电子技术和信息技术的革命。石墨烯比钻石更硬,强度是世界上最好的钢铁的数百倍,所以科学家们想用它来制备他们梦寐以求的“太空电梯”超韧性电缆。石墨烯全球市值预计将达到2020年1.49亿美元。石墨烯的未来取决于我们能否提供高端基础材料。

石墨烯将如何颠覆世界?

大多数人都有用铅笔在纸上写字的经历。留下的痕迹是石墨一层一层地剥离。当剥离到最小极限时,只有一层碳原子厚的石墨是石墨烯。令人惊讶的是,这种看似普通的物质在2010年被曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫发现后获得了诺贝尔物理学奖,就像打开了新材料世界的“阿里巴巴”之门。

诺贝尔奖得主海姆教授说:“它是迄今为止在自然界中发现的最薄、机械强度最大的材料,可以无限拉伸,弯曲到大角度,不断断裂,并能抵抗高压。”。

石墨烯比钻石更硬,强度是世界上最好的钢的数百倍,科学家们想用它来制备他们梦寐以求的“太空电梯”超韧性电缆。其稳定的晶格结构使碳原子具有优异的导电性、优异的透光性和相对较高的机械强度。

如此出众的石墨烯,充满遐想和期待。济宁利特纳米科技有限公司董事长侯世峰博士告诉记者:“石墨烯应用广泛,未来可以在加快物联网建设方面展示技能,如柔性电子设备、射频识别标签、柔性显示设备和传感器等。石墨烯还可以实现智能包装,包装袋立即标记食品质量,使人们真正意识到方便、安全、实用。此外,还将促进海水淡化等技术的发展,为新能源汽车提供续航里程较高的电池。”

石墨烯未来的发展趋势是什么?

很多人担心石墨烯会像纳米材料一样出现,没有产品,概念炒,降低行业声誉;就像光伏行业一样,许多企业对蜂拥持乐观态度,直到产量过剩。

北京大学化学与分子工程学院院士、中国科学院院士刘忠凡博士在接受记者独家采访时指出:“石墨烯不是一个门槛很低的行业!不是每个人都能进入。它的技术要求很高。”。可以说,这是一个潜力无限但风险极高的行业。

他说:“当人们谈论石墨烯的未来仍然是一个模糊的概念时,它的未来发展趋势有三种期望,第一种期望是硅,没有芯片,信息社会的主体是芯片;第二种是碳纤维,在一定领域占据市场,如日本东丽垄断国防碳纤维;第三种是塑料,有百年的发展历程,对人们的生活至关重要。因此,对我们来说,石墨烯发展的最低标准是碳纤维,中端如塑料,最高标准是硅,但目前尚不清楚这种可能性有多大。”

10月底,根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟首次发布的《2015年全球石墨烯产业研究报告》,预计到2020年,石墨烯全球市场价值将达到1.49亿美元,2014-2020年复合增长率将达到44%。最近主要用于复合材料、导热涂料、超级电容器、锂离子电池等。未来的进一步发展可能是柔性显示、太阳能和高性能芯片。从技术环境来看,石墨烯已经过了炒作的最热期,许多公司已经将注意力从石墨烯的制备转移到终端应用,形成了工业爆发点。

                                                                                                       责任编辑:qxl

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