“石墨烯+”不斷開辟應(yīng)用新藍海

隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟的騰飛,當(dāng)前社會的各種新生產(chǎn)業(yè)、新興領(lǐng)域也如雨后春筍般,迅速成了我們生活和工作中不可或缺的一部分,各種高科技、黑科技產(chǎn)品,早已“飛入尋常百姓家”,成了我們離不開的生活成份,像各種高分子材料、納米材料,與我們的日常生活用品和工作用品已融為一體,它們身上的各種優(yōu)異性能、卓越性能便是象征它們價值的寵兒。尤其是石墨烯,想必大家對這個名詞并不陌生,它廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科技、醫(yī)療、制造等領(lǐng)域當(dāng)中,并發(fā)揮著巨大的作用,其地位和用途也舉足輕重想,更有學(xué)者把對石墨烯的開發(fā)和使用當(dāng)作衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟和科技發(fā)展能力的重要指標。那么,石墨烯究竟有什么獨到之處,能夠使它得到如此多的光環(huán)與青睞?下面我們一起來看個究竟。

一、無“微”不至,為筑牢安全的第一道防線立下汗馬功勞

在當(dāng)前疫情肆虐之際,及時對病毒的檢測和鑒定是有效應(yīng)對疫情的重要手段之一。但由于檢測技術(shù)和條件的限制,人們對該新冠病毒的檢測工作一度陷入窘境,耗時長、費力氣的檢測手段和方法是其中的始作俑者。然后,有專家發(fā)現(xiàn),利用石墨烯的特質(zhì)和性能,在相關(guān)觀察檢測儀的幫助下,通過分析石墨烯上的變化狀況,人們能夠快速檢測出是否感染了新冠病毒等各種病毒,而整個檢測過程,僅需10分鐘,比傳統(tǒng)的檢測方法提高了將近十倍的效率,更重要的是有可能實現(xiàn)人們居家自測,這在分秒必爭的抗疫防疫期間無疑是給我們爭取了寶貴的戰(zhàn)疫時間,并給我們控制疫情、防范疫情贏得了快速反應(yīng)的先機。

二、一“網(wǎng)”無前,為保護人們的身心健康提供堅固的屏障

通過對石墨烯的觀察和研究,專家們進一步得到了令人振奮的結(jié)論,用石墨烯制造的石墨烯防霧光療護目鏡,比傳統(tǒng)普通的護目鏡擁有更加優(yōu)越的性能,無論是在防護、耐磨、耐酸、使用等方面,用石墨烯制成的護目鏡呈現(xiàn)出無與倫比的性能,為節(jié)約成本、提高使用壽命打下扎實的基礎(chǔ)。在口罩常態(tài)化、普及化的今天,人們已經(jīng)不再滿足于對普通的醫(yī)學(xué)口罩的使用,而通過使用石墨烯制造生產(chǎn)出的KN95防護口罩,則得到越來越多人的青睞,它超強的防護功能,給在戰(zhàn)疫一線的工作人員提供了高效、可靠、安全的保障。但需要注意的是,不久前加拿大衛(wèi)生部發(fā)布了召回“石墨烯口罩”的公告,建議市民不要使用,稱其有可能吸入石墨烯顆粒從而對健康造成風(fēng)險。由此可見,因石墨烯納米材料的使用及處理而產(chǎn)生的生物安全性問題亟待解決,石墨烯在醫(yī)療健康領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用仍有待進一步檢驗。

三、低碳環(huán)保,為人們帶來溫暖呵護

石墨烯的應(yīng)用,遠遠不止于此,其卓越的性能、優(yōu)異的材質(zhì),貫穿在我們?nèi)粘5囊率匙⌒挟?dāng)中,在紡織品、導(dǎo)熱體等領(lǐng)域,為我們的工作和生產(chǎn)發(fā)揮著巨大的作用。隨著材料制備技術(shù)的提高,石墨烯纖維實現(xiàn)了紡絲的高效率,其高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、高柔性及高透氣性等優(yōu)異性能可應(yīng)用于燃料電池的氣體擴散以及各種高強度涂料、導(dǎo)熱涂料、防腐涂料、導(dǎo)電涂料等。石墨烯供暖產(chǎn)品也逐漸走入大眾視野,由于快速健康供暖、節(jié)能減排、人體健康理療等特點,石墨烯地暖、石墨烯墻暖、石墨烯壁暖、石墨烯地毯供暖等產(chǎn)品出現(xiàn)在市場,順應(yīng)了低碳環(huán)保的趨勢。同時,石墨烯纖維抗菌、抗病毒的性能也使其成為紡織材料業(yè)的新寵,石墨烯保健品、可穿戴石墨烯、石墨烯護腰、石墨烯內(nèi)衣襪子、石墨烯面膜等大健康產(chǎn)品應(yīng)勢而生。冬季導(dǎo)熱保暖,夏季散熱清涼,石墨烯作為一種健康環(huán)保的材料,在紡織業(yè)帶來一場蛻變與革新,引領(lǐng)化纖行業(yè)華麗升級。

四、高效安全,為人們的出行保駕護航

由于可以依靠電力的驅(qū)動,新能源車輛的出現(xiàn)為城市環(huán)保助力的同時,也為我們節(jié)約了大量的成本,但是車輛電池的使用壽命和續(xù)航能力,又成了困擾大家的新問題。而問世不久的石墨烯電池,無疑給大家下了一顆定心丸,8分鐘能充80%的電量,滿電狀態(tài)續(xù)航可達一千公里,這些數(shù)據(jù)都在向我們訴說著石墨烯電池高效、耐用、節(jié)能等超群的優(yōu)點。

 

五、“芯”之所向,為人們打開走向新的微觀世界之門

在我們的傳統(tǒng)觀念的潛意識里,硅基一直電子設(shè)備的芯片的代名詞,然而,人們對硅基芯片的開發(fā)和利用已接近極限,而在這種狀態(tài)下,硅基芯片的漏電等弊端日益見大。然而,英國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一個可開發(fā)為芯片的潛力股——石墨烯制芯片,在體積上它不僅比硅基芯片小,基于石墨烯強大的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,石墨烯制芯片將成為主宰未來電子設(shè)備芯片的主力軍之一。石墨烯與其他二維材料或硅基納米系統(tǒng)集成,也將有機會出現(xiàn)在未來的6G通訊器件中。

六、飛向蒼穹,助力人們探索美麗的浩瀚星空

未來,石墨烯在軍事、航空領(lǐng)域也將大放異彩。石墨密封材料的高耐磨性、高可靠性、耐燒蝕性使其成為“長征”“嫦娥”“天宮”等系列載人航空火箭的關(guān)鍵材料。基于石墨烯的超靈敏光探測器、航空裝置的機械保護材料及柔性電子顯示屏和電子元件等都是石墨烯可不斷擴展的新用途。值得注意的是,歐美政府已經(jīng)開始重視石墨烯的國防及軍事應(yīng)用潛力,因其輕薄、高硬度、高強度的特性在軍用防彈衣、石墨烯涂層軍用激光護目鏡等產(chǎn)品中具有獨特優(yōu)勢。且在所謂“簽名管理”領(lǐng)域中的便利優(yōu)勢使其在軍車、飛機、軍艦、潛艇等制備中極具吸引力。

有關(guān)石墨烯新的應(yīng)用場景不斷被開發(fā)及挖掘,其發(fā)展前景顯現(xiàn)出無限的潛能。誰先掌握了石墨烯的核心技術(shù)和先進產(chǎn)品開發(fā),誰就能成為這個朝陽產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者。石墨烯從研究走向應(yīng)用,充滿想象力與可能性。