请教忙总,石墨烯这种新材料会是下一次技术革命的核心吗?
请教忙总,石墨烯会引发下一波技术革命浪潮吗?相关资料
1.WIKI百科:
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光";导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体*高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯另一个特性,是能够在常温下观察到量子霍尔效应。
应用:
1.单分子气体侦测
石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这检测目前可以分为直接检测和间接检测。 通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程 。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时,吸附位置会发生电阻的局域变化。当然,这种效应也会发生于别种物质,但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质,能够侦测这微小的电阻变化。
2. 场效应管及其集成电路
2.1透明导电电极 石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等,都需要良好的透明电导电极材料。特别是,石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良。由于氧化铟锡脆度较高,比较容易损毁。在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域 。
通过化学气相沉积法,可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜,主要用于光伏器件的阳极,并得到高达1.71%能量转换效率;与用氧化铟锡材料制成的元件相比,大约为其能量转换效率的55.2%。
2.2导热材料/热界面材料 2011年, 美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。
2.3场发射源及其真空电子器件 早在2002年,垂直于基底表面的石墨烯纳米墙就被成功制备出来。 它被看作是非常优良场致发射电子源材料。最近关于单片石墨烯的电场致电子发射效应也见诸报道。
2.4超级电容器 由于石墨烯具有特高的表面面积对质量比例,石墨烯可以用于超级电容器的导电电极。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的电容器.
2.5石墨烯生物器件 由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺吋厚度、分子闸极结构等等特色,应用于细菌侦测与诊断器件,石墨烯是个很优良的选择。
2.6 抗菌物质 中国科学院上海分院的科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效,而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性,则可能找到一系列新的应用,像自动除去气味的鞋子,或保存食品新鲜的包装。
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相关报道:
1.超级电容
美国科研人员制成了一种新型超级电容(DLC,double-layer capacitors),只需200微秒的时间即可完成充电,并在交流电路的测试中获得了成功。(人类每次眨眼的时间约为0.2秒—0.4秒,即20万微秒—40万微秒)。超级电容(Supercapacitors)也称双电层电容器,是一种新型储能装置,能在几秒钟内完成充电,此外还具有容量大、功率高、使用寿命长、经济环保等特点,在数码相机、掌上电脑、新能源汽车等领域都有着广泛的应用价值。
超级电容主要通过导体的表面来存储电荷,因此用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。目前超级电容大多采用多孔化活性炭结构来扩大储能面积,这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离,使其与普通电容相比储能容量更大,与电池相比能量传递速度更快。但就某些设备而言,这区区几秒的充电时间仍然显得有些长。
由美国JME公司(位于俄亥俄州谢克海茨市的一家电容公司)总裁John R Miller所带领的一个研究团队,对超级电容的结构和电极进行了新的设计,使其充电的时间缩短到了200微秒。
新的电极由美国维吉尼亚州威廉玛丽学院(College of William & Mary)的Ron Outlaw设计。整体由一组与底座垂直的石墨烯基片构成:石墨烯基片只有一个原子厚,由等离子体化学沉积而成;其基座由10纳米厚的石墨制成。Miller形象地称其为“一组 600纳米高的土豆片并排站在一起”。实验显示,与原先的多孔化活性炭结构制成的超级电容相比,新电容效率更高,能在更短的时间内完成充电。
研究小组称,这种新型超级电容不但能够取代比其大6倍的传统电容以腾出更多的空间,还能更好地平抑电路中的电压波动。此外,该电容还在一个交流整流滤波电路的测试中获得了成功,而先前由于多孔化活性炭电阻率明显大于金属,超级电容曾一度被认为不能用于交流电路。
下一步他们还将设法使石墨烯薄片更长更平行,以在最大电容量和离子流最小束缚中找到一个平衡点,使超级电容发挥出更好的性能。而随着重量和尺寸逐渐缩小,超级电容还将在航空、航天、军事等更多领域获得应用。
相关研究成果已发表在《科学》杂志上。
(本文转自电子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1019/article_2713.html)
2.IBM:石墨烯无法在CPU中完全取代硅
去年年初,IBM就在《科学》杂志上发表论文宣布,他们已经用石墨烯晶体管制造出了频率高达100GHz的电路, 预示了石墨烯应用中的美好未来。一时间大家似乎已经乐观的认为,石墨烯将在未来数年内取代硅,成为制造高性能处理器的基本材料。然而,IBM研究院纳米技 术领域专家林郁明(音)博士日前在接受Custom PC杂志采访时一针见血的指出,石墨烯无法在数字计算领域完全取代硅的地位。
石墨烯(Graphene)是石墨的一种特殊存在形式,呈二维结构,由蜂窝状的单层碳原子组成,因此又被称为单层石墨,已成流行词汇的“碳纳米管”实际上也可被视为是滚成桶状的石墨烯。石墨烯拥有独特的物理、化学和结构特性,其在集成电路领域的应用近来被业界看好。
林郁明解释称,IBM之前展示的石墨烯晶体管和CPU中使用的晶体管有着明显的区别。石墨烯晶体管不存在能隙(Energy gap),因此无法被“完全关闭”,导致只有很小的开关比(on/off ratio)。
虽然不能用于完全取代硅制造CPU,但他也表示石墨烯可以和硅互为补充,以混合电路的形式扩充计算机芯片的功能。比如,IBM之前展示的石墨烯电路就是一种RF射频芯片,此类电路不依赖于较高的开关比。
至于石墨烯的优点,林郁明表示石墨烯晶体管电路的尺寸在理论上是无限的。相较于硅基电路,石墨烯可以更方便的扩大规模。这是因为石墨烯由单层原子组成,而硅芯片在厚度降低到原子级别的时候则会明显影响质量。
另外,由于电子在石墨烯电路中的运行速度远高于硅,因此石墨烯电路可以运行在比硅电路高得多的频率上,比如100GHz甚至1THz。
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韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏
http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201007/t20100707_78314.htm
据美国麻省理工学院《技术评论》杂志报道,韩国研究人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。 厚度仅为一个原子的石墨烯拥有超凡的坚硬度、柔韧度、透明度和导电性,可以广泛应用于触摸屏和太阳能电池的制造中。阻碍石墨烯技术快速发展的壁垒则是制造出大尺寸的单层石墨烯。
韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示,这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后,他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。
去年,美国得克萨斯大学奥斯丁分校的纳米工程学教授罗德尼·劳夫研究团队在《科学快报》杂志上发表文章指出,可利用铜箔进行大面积石墨烯的制造。研究团队表示,碳在铜中的可溶性非常低,同时,其在多晶铜机制上可以达到大的结晶尺寸的能力。
在这项研究的基础上,韩国成均馆大学洪秉熙教授提出了自己的设计思路,他表示,碳在1000摄氏度时会蒸发,因此单个的碳原子可以大尺寸石墨烯制造技术获得突破一个接一个地排列在几厘米宽的铜箔上,使用一种柔性基座即可制造出大块的石墨烯。
洪教授的方法是,让一块铜箔盘绕在一个圆柱体上,并将其放置在特制的炉子中。碳原子携带着被加热了的氢原子和甲烷流,遇到铜片后便在其上“安营扎寨”而成为一个统一的单层。然后,该铜箔“脱离”圆柱体,石墨烯被迁移到玻璃纤维聚酯板上,最后再将银电极印刷到该石墨烯块上。当该石墨烯同计算机中的控制软件相连通时,它就能被用作触摸屏。
在弯曲的玻璃纤维聚酯板上制造出石墨烯,是制造出更加坚硬、廉价以及更加柔韧的透明电子器件的第一步。研究人员表示,从理论上来讲,人们可以卷起iPhone手机,然后像铅笔一样将其别在耳后。
洪教授表示,这种方法可用以制造基于石墨烯的太阳能电池、触摸屏及平板显示器。不过,他也承认,现在就说商业化和大规模制造还为时过早。
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这东西从发现到改性,都有20年了,到应用应该还遥遥无期吧。 temptemple 发表于 2012-5-12 08:55 static/image/common/back.gif
这东西从发现到改性,都有20年了,到应用应该还遥遥无期吧。
石墨烯的发现是在2004年,哪有20年。当然石墨烯的大规模应用还要克服很多的困难。取代硅的可能性短期内(几年)不大。 怎么可能04年,当年我高中90年代中期就考这个了 炒作题材而已,真正应用遥遥无期。 以前在西西河有一个是在科大做石墨烯的博士,据他介绍,实用还是遥远的梦。 wxmang 发表于 2012-5-12 15:30 static/image/common/back.gif
以前在西西河有一个是在科大做石墨烯的博士,据他介绍,实用还是遥远的梦。
忙总 您觉得这个坛子模板怎么样http://www.v2ex.com/ wxmang 发表于 2012-5-12 15:30 static/image/common/back.gif
以前在西西河有一个是在科大做石墨烯的博士,据他介绍,实用还是遥远的梦。
忙总 您觉得这个坛子模板怎么样http://www.v2ex.com/ xiaomaomao 发表于 2012-5-12 18:03 static/image/common/back.gif
忙总 您觉得这个坛子模板怎么样http://www.v2ex.com/
对这个不熟悉,这种模板不适合做论坛,太复杂了。 wxmang 发表于 2012-5-12 18:45 static/image/common/back.gif
对这个不熟悉,这种模板不适合做论坛,太复杂了。
忙总能否说下 哪几块复杂, wxmang 发表于 2012-5-12 18:45 static/image/common/back.gif
对这个不熟悉,这种模板不适合做论坛,太复杂了。
我觉得比本坛用的dicuz倒简洁很多,刚发的是首页入口
个人主页入口是这样的http://www.v2ex.com/member/imirrori 工艺的进步不好说,弄不好隔两年就大规模推广了。。。。。。当然也许会出现再等五百年的情况,哈哈 xiaomaomao 发表于 2012-5-12 19:03 static/image/common/back.gif
忙总能否说下 哪几块复杂,
商务功能太多。 wxmang 发表于 2012-5-12 19:44 static/image/common/back.gif
商务功能太多。
没商务功能的,那是他准备后加的模块,个人开发者,根本不成熟。
从简洁的角度 您觉的还行吧? wxmang 发表于 2012-5-12 19:44 static/image/common/back.gif
商务功能太多。
没商务功能的,那是他准备后加的模块,个人开发者,根本不成熟。
从简洁的角度 您觉的还行吧? wxmang 发表于 2012-5-12 19:44 static/image/common/back.gif
商务功能太多。
你说的商务功能是不是二手交易啥的? 这个没有特别的地方,就等于一个子版块 我老板叫我做石墨烯,被我直接拒绝了。没法拒绝的师姐悲剧了,除了经典方法,都是只有石墨没有烯。这东西离实用还远。 wxmang 发表于 2012-5-12 15:30 static/image/common/back.gif
以前在西西河有一个是在科大做石墨烯的博士,据他介绍,实用还是遥远的梦。
忙总,能否把当年您去俄罗斯考察时观察到的其雄厚的工业实力的情况,详细写一一个帖子?{:4_263:}{:4_281:} 石墨烯应用化的问题 主要在于一则成本太高,二则纯度很难提高上去,三则难以得到大面积的单层石墨烯。
三个问题归根结底都是研制不可控问题,你无法得到你想要的石墨烯,当然也还有功能稳定性问题。 龙战 发表于 2012-5-12 20:39 static/image/common/back.gif
忙总,能否把当年您去俄罗斯考察时观察到的其雄厚的工业实力的情况,详细写一一个帖子?{:4_281 ...
以前写过一点,去萨马拉(古比雪夫)Tu154总装厂参观,当时新疆航空忽悠我们共同组建一个子公司,湿租tu154(因为成本极低,当时737-300新机要3200万美元,tu154如果全款采购,只要300万美元不到),机场上几百架tu154,太震撼了。不过这些飞机大多数都缺少零件,因为零件在其他已经独立的国家生产,人家已经关门了。
所以TU154虽然飞机便宜,但是运营极贵,四川航空后来就是搞拆旧零件来飞,由于不安全,被退役。现在去成都还能看到这几家牟其中用罐头换回来的tu154残骸。
俄罗斯的工业我们看得不多,只看过几个船厂和飞机厂,结果都是不完整的,零件和设备都不在俄罗斯生产,基本是残废企业。跟中国央企大而全的体系不同。
俄罗斯飞机和造船工厂的自动化水平当时(90年代中期)超过中国,现在肯定不如。现在应该都自然退役了。所以现在俄罗斯应该基本走在去工业化大路上。
xiaomaomao 发表于 2012-5-12 19:56 static/image/common/back.gif
没商务功能的,那是他准备后加的模块,个人开发者,根本不成熟。
从简洁的角度 您觉的还行吧?
我觉得论坛门面。西西河的最好,简单清楚直接。 wxmang 发表于 2012-5-13 10:56 static/image/common/back.gif
我觉得论坛门面。西西河的最好,简单清楚直接。
呵呵 我也同意 wxmang 发表于 2012-5-13 10:56 static/image/common/back.gif
我觉得论坛门面。西西河的最好,简单清楚直接。
铁手还是花了很多心思的,可惜不开源 wxmang 发表于 2012-5-13 10:55 static/image/common/back.gif
以前写过一点,去萨马拉(古比雪夫)Tu154总装厂参观,当时新疆航空忽悠我们共同组建一个子公司,湿租tu1 ...
这几天看了唐代马周的《陈时政疏》:
第一、创业之君以大功定天下,更要广施德化,使恩有馀地,为子孙立万代之基。以节俭於身、恩加於人二者是务。
第二、凡修政教,当修之於可修之时,若事变一起,而后悔之,则无益也。今所营为者,颇多不急之务故也。劝谏太宗“俭以息人”。
第三、制长久之法,使万世遵行之。 预为节制功臣贵戚。
这三点斯大林都没能做到,苏俄的历史和文化积累,也不能可能做到民族融合,联盟牢不可破。
当年列宁拔擢斯大林好像也是因为斯大林对民族政策有比较深入的思考。 然后203 发表于 2012-5-13 11:53 static/image/common/back.gif
这几天看了唐代马周的《陈时政疏》:
第一、创业之君以大功定天下,更要广施德化,使恩有馀地,为子 ...
其实苏联也不是没看到这种危机,可是想的是一回事,能不能做到是另外一回事情。 本帖最后由 yhan 于 2012-5-13 22:13 编辑
DEL wxmang 发表于 2012-5-13 10:55 static/image/common/back.gif
以前写过一点,去萨马拉(古比雪夫)Tu154总装厂参观,当时新疆航空忽悠我们共同组建一个子公司,湿租tu1 ...
俄罗斯真是不幸。
100在路演的时候摔了,这简直太掉链子了。不过,对我们倒是个好消息。 temptemple 发表于 2012-5-12 10:43 static/image/common/back.gif
怎么可能04年,当年我高中90年代中期就考这个了
C60和石墨烯是不一样的。 moletronic 发表于 2012-5-14 05:50 static/image/common/back.gif
C60和石墨烯是不一样的。
啊,是我弄错了。我说的是c60
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