從熱電性質(zhì)上來(lái)說(shuō)，在石墨烯的“二維世界”里，電子運(yùn)動(dòng)具有很奇特的性質(zhì)，即電子的質(zhì)量仿佛是不存在的，其傳導(dǎo)速度可達(dá)光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。加上石墨烯結(jié)構(gòu)在常溫下的高度完美性，使得電子的傳輸及對(duì)外場(chǎng)的反應(yīng)都超級(jí)迅速，這使得石墨烯具有超常的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。而且更重要的是，石墨烯還可以用來(lái)制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的線度上依然能穩(wěn)定地工作。很多人相信，石墨烯將會(huì)成為硅的接班人，引領(lǐng)技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)新的微縮時(shí)代的來(lái)臨。
石墨烯除了具有超高的強(qiáng)度和韌性外，還有不透水、不透氣以及抵御強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的能力，這使它有可能成為制作保護(hù)膜的理想材料。而石墨烯既能導(dǎo)電又高度透明的特點(diǎn)，則使它有可能在制作液晶顯示屏、觸摸顯示屏、太陽(yáng)能電池板等領(lǐng)域大顯身手。
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應(yīng)用幾乎有無(wú)限可能
由于石墨烯材料本身的神奇性質(zhì)，使它的應(yīng)用幾乎具有無(wú)限可能，下面我們來(lái)介紹幾種人們最多談到的具體思路。
幾萬(wàn)公里的太空電梯纜線
石墨烯堪稱人類已知的強(qiáng)度最高的物質(zhì)，它不僅可以開(kāi)發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料、可以制造出超堅(jiān)韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”纜線的制造打開(kāi)了一扇大門。
這種早在1895年就由火箭理論的先驅(qū)者、俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基提出過(guò)的迷人設(shè)想，一直面臨著一個(gè)致命問(wèn)題，就是如何制造出一根從地面連向太空衛(wèi)星、長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)公里并且足夠強(qiáng)韌的纜線，來(lái)承載“太空電梯”的上下往復(fù)。美國(guó)科學(xué)家表示，石墨烯的出現(xiàn)，完全有能力承擔(dān)這一艱巨任務(wù)。
一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影
2011年6月，一篇有關(guān)石墨烯應(yīng)用的研究論文在英國(guó)《自然》雜志上發(fā)表。美國(guó)華裔科學(xué)家使用納米材料石墨烯研制出了一款調(diào)制器，科學(xué)家表示，這個(gè)只有頭發(fā)絲四百分之一細(xì)的光學(xué)調(diào)制器具備的高速信號(hào)傳輸能力，一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影指日可待。這項(xiàng)研究的突破點(diǎn)就在于，用石墨烯這種世界上最薄卻最堅(jiān)硬的納米材料，做成一個(gè)高速、對(duì)熱不敏感，寬帶、廉價(jià)和小尺寸的調(diào)制器，從而解決了業(yè)界長(zhǎng)期未能解決的問(wèn)題。
據(jù)稱，每個(gè)石墨烯調(diào)制器的傳輸速度比銅導(dǎo)線快約千倍。如果把10個(gè)石墨烯調(diào)制器放在一起，傳輸速度可以達(dá)到百萬(wàn)兆，上網(wǎng)速度將比現(xiàn)在快1萬(wàn)倍。
一分鐘給手機(jī)、汽車充電
美國(guó)研究人員近日公布了他們研制的一種新型電池，這種電池能在一分鐘內(nèi)給手機(jī)，甚至是汽車充滿電。這種名叫微型石墨烯超級(jí)電容器的裝置的充電或者是放電速度比常規(guī)電池快100倍到1000倍。研究人員利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開(kāi)發(fā)出一種新型儲(chǔ)能設(shè)備，可以將充電時(shí)間從過(guò)去的數(shù)小時(shí)之久縮短到不到一分鐘。該研究發(fā)表在近期出版的《納米快報(bào)》上。
研究人員表示，對(duì)于超級(jí)電容器來(lái)說(shuō)，它再“快”也不過(guò)是數(shù)量上的升級(jí)，“小”才是其最大價(jià)值。一直以來(lái)，電子產(chǎn)品的微型化、小型化，常常會(huì)遭遇儲(chǔ)能系統(tǒng)方面的阻礙。過(guò)大的電池體積，拖累了整個(gè)產(chǎn)品的靈活小巧。而新型超級(jí)電容器不但擁有較小的體積，且可以輕易整合到其他配件當(dāng)中。