从电池到医疗 石墨烯在生活中的应用

<正>由于石墨烯的超强传输性能和非常好的导热性,石墨烯也被认为是取代硅原料的材料,石墨烯不出意外应该能成为下一代的电路板材料。石墨烯因其高导电性、高导热性和高强度等优异性能而被称为“神奇材料”,它可能会彻底改变大量应用,灯泡、芯片、电池、触摸屏,还有智能手机和新能源的汽车,石墨烯可以胜任的领域数不胜数,下面就来盘点一下石墨烯的各种用途！     

既轻薄 又坚韧 神奇的“新材料之王”

<正>石墨烯原本就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。人们很早就发现了石墨,但直到2004年才发现石墨烯。有没有这样一款坚韧的薄膜,它能以一支铅笔尖的承受面,撑住一头大象的重量,而不会被戳破?石墨烯可以做到。这种神奇的材料究竟是如何“炼成”的?中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范与北京石墨烯研究院副院长、石墨烯器件技术研究部部长魏迪,向公众介绍了石墨烯——这款曾获得2010年诺贝尔奖的明星材料。     

MIT发现超导石墨烯“家族”

<正>研究人员发现在扭曲的三层石墨烯中存在类似的超导状态——这是一种由三层石墨烯层以精确的新魔角堆叠而成的结构。谈到石墨烯材料,超导性一直是家族中的“谈资”。石墨烯是一种单原子薄材料,可以从与铅笔芯相同的石墨中剥离。这种超薄材料完全由碳原子制成,碳原子以简单的六角形排列,类似于铁丝网。自2004年发现以来,石墨烯以其单层形式而具备的许多显的特性不断被挖掘。     

石墨烯的奥秘 将石墨一层结构单独拿出就是石墨烯

<正>什么是石墨烯呢？很简单,石墨烯就是单层的石墨,如果将石墨的一层结构单独拿出来,那就是石墨烯。石墨烯就是单层的石墨 在整个宇宙之中,所有的物质都是由不同的元素所构成的,但同一种元素却并非只能构成同一种物质,元素通过不同的结构进行组合就能够形成不同的物质。以碳元素为例,当一个碳原子周围有四个碳原子,它们以共价键的方式相结合,且周围的四个碳原子与中心的碳原子形成一个正四面体结构的时候,就组成了一种物质,我们叫它钻石。因为碳原子之间是以很强的共价键结合的,所以钻石的硬度很高,又被称为金刚石。钻石的硬度很高,     

科学计量学视角下的石墨烯发现之争

本文通过科学计量学的方法,考察了石墨烯发现前后文献链条上的关键节点文献,对有关2010年诺贝尔物理学奖的争议进行了回答。研究结果表明,海姆、诺沃肖洛夫2004年发现石墨烯的文献以及发现石墨烯中的电子是具有无质量的狄拉克费米子两个成果具有很高的被引频次,也有很高的网络中介中心度值。他们获得诺贝尔奖是理所应当。另一方面,赫尔只有一篇2006年发表的文献处于链条之上,表明他在石墨烯发现之后对其性质的研究做出了实质性的贡献。凯姆则有两篇文献位于石墨烯发现前后的链条上,尤其是对石墨烯中存在肉眼可见的量子霍尔效应这一独特性质的发现,引发了大量相关研究。因此,海姆认为他也应当共同获奖是有相当理由的。     

神奇之光助力神奇材料加工

石墨烯作为一种独特的由碳原子组成的单原子层二维材料,自2004年首次在实验中被制备以来,受到了广泛的关注和研究。石墨烯独特的电学、热学和光学等特性,使其在微电子、储能、透明导电电极以及复合材料等领域有着广阔的应用前景。石墨烯在许多领域的应用对其电子结构、电导率以及透光率等性能有着严格的要求,而这些性能与石墨烯的层数紧密相关。因此,精确的控制石墨烯的层数成为十分重要的研究内容。虽然现有报道提出了一些得到确定层数石墨烯的方法,快速可控得到精确层数石墨烯仍然是现阶段石墨烯应用的一大瓶颈。同时,制备图案化石墨烯也是石墨烯应用中亟需解决的问题。激光是目前最前沿的材料加工和制造手段之一,在现代制造业中扮演了重要角色,已成为国际先进制造技术研究的焦点之一。激光的高亮度、高方向性、高单色性以及典型多维性特征和极端工艺参数使其在加工处理石墨烯方面具备独特优势。结合以上研究热点,本论文提出了一种通过激光辐照的方式对石墨烯进行精确的层数控制、图案化和性能调控的新方法。采用连续CO2激光在真空环境下对石墨烯进行辐照,可将原始多层的石墨烯均匀减薄至2层。采用皮秒激光在大气环境下对石墨烯进行扫描处理,实现多层石墨烯的精确减薄,单次加工即可得到所需层数(1层,2层,3层等)的石墨烯而无需重复加工,并通过图案化的减薄处理,可使不同空间区域具备不同的石墨烯层数。采用飞秒激光切割单层以及多层石墨烯,可简单快捷精确地制备出各种形状和尺寸的石墨烯电子元器件结构。与现有的石墨烯减薄和图案化方法相比,本论文所用方法具有加工过程简单、非接触式加工、环境友好、加工效率高以及加工过程柔性等优势,在石墨烯光电子功能器件领域有着广阔的应用前景。     

石墨烯的概念及其发展

近年来,石墨烯概念受到各国政府、企业和科研机构的广泛关注,有关石墨烯的制备和应用技术也得到了长足的发展。文章旨在通过对石墨烯概念及其发展态势的介绍,使得社会公众对石墨烯技术有进一步的了解,从而更好地推动石墨烯技术的知识普及,推动石墨烯技术的进一步发展。     

新材料防红外可让坦克“隐身”

正红外相机可在黑暗环境中拍摄到目标物体,在军事等方面有重要应用。但美国研究人员日前开发出一种新材料,可使人体和坦克等对红外相机基本实现"隐身"。报告说,他们开发出一种厚度不到1毫米的新材料,可吸收94%的红外光。红外光是波长介于微波与可见光之间的电磁波,人体及坦克发动机等都可产生红外光,即使在黑夜     

借激光之力,筑石墨烯集成之梦

随着便携式电子设备的快速发展,对于器件小型化和灵活性的需求正在成为一个重要的趋势。石墨烯是sp2杂化单原子层的二维晶体,具有独特的电学、机械、热学性质,较大的比表面积、较低的制造成本等,广泛的应用在可穿戴、智能电子器件等领域。尽管目前已有一些报道提出了很多关于石墨烯基可穿戴柔性电池、电容器以及集成电路、驱动器件的研究,但是大多数制备方法存在制备过程烦琐、操作复杂、制备和加工样品时间较长、样品容易遭到污染等问题,限制了其商业化的应用。此外,有效实现石墨烯功能复合材料的规模化制备仍然具有很大的挑战性。激光加工为非接触式加工技术,其较快的材料加工速度、较大的扫描面积、优越的纳米空间分辨率和逐步处理为高效、快速制备和加工石墨烯提供了新的思路。本文提出了一种激光区域选择性微加工氧化石墨烯纤维以及快速、大体积制备石墨烯功能复合材料的新方法;构建了不同结构的石墨烯/氧化石墨烯一体化纤维电容器,并获得了湿气响应刺激的可编织石墨烯基纤维驱动器,通过调节不同的激光参数,纤维在湿气下发生弯曲、弯折及螺旋扭转等复杂的响应形变;采用激光照射氧化石墨烯凝胶,引发凝胶迅速自发的还原反应,极短时间内将整个氧化石墨烯凝胶还原成石墨烯块。基于此成功制备了大块的三维结构石墨烯、化学掺杂的石墨烯、金属以及金属氧化物掺杂的石墨烯等。     

中国稀土分离技术 领先国外5到10年

<正>在与世界各国的"稀土大战"中,我国凭借世界第一的稀土储量,逐步在开采、分离技术领域确立了全球领先的地位。那么,我国稀土产业如何做到"以稀为贵"?"中东有石油,中国有稀土。"这句话形象生动地道出了我国稀土资源的重要地位。作为一种可以与石油媲美的战略资源,稀土的作用可谓无处不在,小到手机屏幕、数码相机,大到导弹、雷达、潜艇,其已经被广泛应用于农业、工业、军事等各个领域,成为新材料制造和新技术开发的关键性资源,被称为"万能之土"。     

开学季盘点动物界的高材生

<正>别再觉得地球上只有人类一种高智商生物啦，有一些动物的智商，可能连人类都会感到惊叹。——聪明的无脊椎动物章鱼、鱿鱼、乌贼这些在铁板上超级常见的头足类动物，其实是非常聪明的！它们的大脑在海洋无脊椎动物中是最大的。而且也是十足的吃货，因为它们的大脑是围绕着食道生长的。和人的大脑非常相似，分为不同的区域，有处理视觉的，也有处理触觉的。它们也有非常强大的好奇心，也会无聊，并且有非常强的学习能力，会使用工具寻找食物。     

利用砂子废碎石尾矿砂煤矸石生产微晶玻璃板材

一、主要技术内容 微晶玻璃是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新材料,也称玻璃陶瓷.它结合了玻璃和陶瓷材料的优点,形成了多种优越的物理化学性能.在90年代以前生产微晶玻璃主要利用价格很高的化工原料和优质矿物原料,其产品价格很高,只能用在航天、电子、军工、医学等领域.     

解读"石墨烯"

正石墨烯(graphene)是碳单质的一种同素异形体,由碳原子以sp2杂化方式形成的六角环状二维原子晶体材料,也是以sp2杂化为主的碳质材料的基本结构单元。理论上,石墨烯只有单个碳原子层的厚度,约0.35纳米。实际上,人们常把10层以内的薄层石墨统称为石墨烯材料。石墨烯译自英文"graphene",是由graphite(石墨)和ene(烯类词尾)组合而成的名词。2010年10月,瑞典皇家科学院宣布将2010年度诺贝尔物理学奖授予英     

高性能杂环芳纶纤维制备技术及产业化

1项目介绍 新材料技术是21世纪三大关键技术之一,而高性能纤维作为化工新材料中重要的组成部分,对国民经济特别是高技术领域及尖端技术有重要作用。杂环芳纶以其高强、高模、耐高温特性,以及耐磨、阻燃、耐化学腐蚀、绝缘、防割、抗疲劳、柔韧、尺寸稳定性好等优异性能被广泛用于宇宙探索、航空航天、国防军工核心领域。     

文身艺术

<正>文身,目前是世界各国都存在的一种审美文化和艺术形态。文身又被称为刺青、扎青等。最开始基于原始的求生目的,人们仿照动物皮毛上艳丽的色彩和纹饰,用骨针和不溶性植物汁液刺入皮肤,留下和动物类似的纹路,以隐匿丛林。这就是最早的文身,后来伴随文明程度的提高,文身也被赋予了装饰、图腾崇拜、纪念等的含义。另一种说法是文身起源于人的动物性崇拜,远古的人们羡慕动物皮毛上有艳丽的色彩和纹饰,用五彩颜料模拟自然中     

揭示嘴唇进化之谜

<正>据英国广播公司(BBC)报道,鸟类没有嘴唇也生活得很好,乌龟的嘴唇也硬化成喙。但是绝大多数哺乳动物却都长有嘴唇,人类也不例外。我们在吃饭时还可能将嘴唇误认为食物,把嘴唇咬伤。每到这个时候不禁会问,这个环绕嘴巴的超级敏感并且很容易受伤的组织究竟有什么用?虽然偶尔会在无意间将嘴唇咬伤,尤其是下嘴唇,但它们非常重要,我们也非常重视嘴唇。用嘴唇吮吸是我们出生后拥有的第一种技能之一。嘴唇的最基本     

哈萨克斯坦村民用驯化的野狼看门

<正>驯狼正成为哈萨克斯坦阿拉木图农村一种新流行趋势,当地村民正用驯化的野狼代替看门狗。从新闻报道中看,这些被驯服的野狼似乎非常满意新的生活方式,它们也似乎很喜欢新主人。据当地媒体报道称,只需要花费500美元就能买到一只狼崽。     

历史上真正的香妃

香妃的故事历来非常迷人。传说她“玉容未近,芳香袭人,即不是花香也不是粉香,别有一种奇芳异馥,沁人心脾”。是新疆回部酋长霍集占的王妃,回部叛乱,霍集占被清廷诛杀,将     

跨越"数字鸿沟"日本老年智能化服务的解法

湖北一位老人冒雨到社保大厅用现金交医保被拒;九旬老人被家人抬到银行做社保卡人脸识别激活……老年人遭遇"数字鸿沟"的困境早已存在,而现在以一种非常极端的方式呈现在大众面前. 为切实解决老年人在运用数字智能技术方面遇到的现实困难,国家适时出台了相关解决方案,要求相关部门要同时以传统服务方式和智能化服务创新并行的方式,来为老年人提供周全、直接的便利化服务.     

占62% 中国石墨烯产量全球第一

<正>我们国家在石墨烯相关领域的研究也处于世界领先地位,至2017年,我们国家在石墨烯相关领域的专利申请数量已达到万件以上。我们国家是全世界最大石墨生产国,产量占全球总产量的62%,石墨矿山主要分布在内蒙古、河北、山东、湖南、四川和黑龙江等地,大小石墨矿山接近200座。根据石墨成矿条件和成矿规律,全国划分出15个重点成矿区带。晶质石墨查明资源储量最大的是黑龙江省,其次为内蒙古、四川和山东等地;