石墨烯是當(dāng)今世界最受矚目的材料之一，雖然它只有一個碳原子那么厚，但它的強(qiáng)度卻是鋼的100倍，而且靈活度非常高。自從2004年科學(xué)家成功從石墨中分離出石墨烯，涉及石墨烯的專利清單每年都在呈指數(shù)增長。石墨烯所帶來的技術(shù)革命，正在一點(diǎn)點(diǎn)地改變著這個世界！下面是10個關(guān)于石墨烯的應(yīng)用研究，它們都將在不遠(yuǎn)的未來走入我們的生活~

來自空氣中的燃料

英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出石墨烯，并獲得了2010年的諾貝爾物理學(xué)獎。蓋姆同時也發(fā)現(xiàn)了石墨烯可以用來制作移動發(fā)電機(jī)，其動力來源可以是從空氣中提取的氫。盡管石墨烯非常致密，即使是最小的氣體原子（氦原子）也無法穿透，但它仍然可以用于篩出氫原子中的電子。這意味著石墨烯薄膜可以大大提高質(zhì)子導(dǎo)電膜的效率，質(zhì)子導(dǎo)電膜是燃料電池技術(shù)的重要組成部分。蓋姆想象，未來的車輛可能是由空氣中微量的氫來提供動力的。

可飲用的海水

石墨烯有助于解決世界水危機(jī)，由石墨烯制成的膜可以讓水通過，但把鹽過濾掉。換句話說，石墨烯可以徹底改變海水淡化技術(shù)。麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，這種材料的透水性比傳統(tǒng)的反滲透膜高出幾個數(shù)量級，而且納米多孔石墨烯在水凈化中可能發(fā)揮著重要作用。在2018年的一項研究中，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織的研究人員使用了一種被稱為“graphair”的石墨烯，僅過濾了一次，就將海水凈化為了飲用水。過濾中只用到了加熱裝置、石墨烯、薄膜過濾器和一個小水泵，該項技術(shù)有望在未來得到推廣。

“捕食者”視角

科幻電影《捕食者》中的外星刺客擁有一個超能力：他看到的世界是熱紅外影像的?，F(xiàn)在，你也可以擁有如“捕食者”一般的視角。來自密歇根大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種石墨烯隱形眼鏡，使佩戴者能夠感知整個紅外光譜，以及可見光和紫外線。研究人員稱：“如果我們將石墨烯隱形眼鏡與其他的可穿戴式電子產(chǎn)品結(jié)合起來使用，將大大擴(kuò)大我們的視野，為我們提供一種與環(huán)境交互的全新方式。”

基于石墨烯的電子產(chǎn)品

石墨烯目前最有潛力的應(yīng)用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級計算機(jī)。用石墨烯取代硅，計算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會快數(shù)百倍。石墨烯還可以用來制造超薄的柔性觸摸屏，以后，你再也不用擔(dān)心把智能手機(jī)摔碎了。2018年，美國麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，石墨烯展現(xiàn)出更奇妙的電子特性，石墨烯可以被調(diào)節(jié)為兩個極端：絕緣體或超導(dǎo)體。表現(xiàn)出兩種極端不同的電氣特性：作為絕緣體，電子在其中完全無法流動；作為超導(dǎo)體，電子在其中可在零電阻的情況下流動。

一個沒有銹的世界

因為石墨烯實際上是不可滲透的，所以有一天也許可以用石墨烯涂層來消除腐蝕和生銹。研究人員甚至表示，玻璃器皿或覆蓋石墨烯涂層的銅板可以作為盛放具有腐蝕性、強(qiáng)酸性物質(zhì)的容器。團(tuán)隊的研究人員Rahul Nair稱：“石墨烯可以帶來真正的行業(yè)變革，它可以用于保護(hù)產(chǎn)品免受空氣、氣象要素或腐蝕性化學(xué)品的損害，應(yīng)用在醫(yī)療、電子、核工業(yè)甚至造船業(yè)等行業(yè)上。”

發(fā)光壁紙

根據(jù)新型石墨烯電極技術(shù)，未來發(fā)光壁紙有可能會取代LED燈。發(fā)光壁紙可以更好地調(diào)節(jié)燈光，也更節(jié)能。瑞典Linköping大學(xué)的研究人員NathanielRobinson稱 ：“用石墨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電極，未來的組件將更容易回收，從而有利于環(huán)境保護(hù)。”

更快更強(qiáng)的游泳選手

意大利DirectaPlus公司聯(lián)合意大利科爾馬公司在德國慕尼黑體育用品博覽會（ISPO Munich）上發(fā)布了公司第一款采用石墨烯和納米技術(shù)制作的運(yùn)動服裝。含有石墨烯的運(yùn)動服裝與傳統(tǒng)運(yùn)動服相比，關(guān)鍵性能在于它可以成為人體和外部環(huán)境的過濾器，確保穿著者能保持理想的溫度。此外，該運(yùn)動服還能有效降低空氣和水的阻力，提高運(yùn)動靈活性，從而大大提高運(yùn)動員的速度。

整合生物系統(tǒng)

在未來的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也許可以在人體中植入石墨烯，它可以讀取你的神經(jīng)系統(tǒng)或與細(xì)胞對話，幫助醫(yī)生更好地監(jiān)控你的身體，也可能有助于診斷和調(diào)整你的生物系統(tǒng)以達(dá)到最佳的健康狀態(tài)。這項技術(shù)還可以幫助健身愛好者跟蹤和監(jiān)測他們的健身計劃。

可佩帶式票券

當(dāng)你推著購物車經(jīng)過結(jié)算柜臺時，不需要像現(xiàn)在這樣排隊逐個掃描商品，物聯(lián)網(wǎng)無線系統(tǒng)會自動統(tǒng)計你購物車中的物品并計價，并從你的購物卡扣除費(fèi)用，所有的一切將瞬間完成，你只要拿到一個收據(jù)即可。未來讓你享受如此輕松購物的，正是石墨烯技術(shù)在射頻識別上的應(yīng)用。

防彈背心

石墨烯薄而堅固，其可吸收的沖擊力是用于制作防彈背心常用材料的2倍。另外，石墨烯是超輕的，因此對磨損的限制較小。不僅是防彈背心，石墨烯也可以用于制作其他防彈表面，例如防彈窗等。

來源：少年科學(xué)畫報

編輯：chemical中文編輯部Annie