比鋼更強，比紙更薄，可能是(yes)科技的(of)未來(Come)！

比鋼更強，比紙更薄，可能是(yes)科技的(of)未來(Come)！

一(one)種新材料有可能改變未來(Come)。被稱爲(for)“超級材料”的(of)石墨烯讓世界各地(land)的(of)研究人(people)員争先恐後地(land)更好地(land)理解它。該材料的(of)一(one)長串最高級特質使它看起來(Come)幾乎是(yes)神奇的(of)，但它可能對物理和(and)工程的(of)未來(Come)産生(born)非常真實和(and)激烈的(of)影響。

什麽是(yes)石墨烯？

描述石墨烯的(of)最簡單方法是(yes)它是(yes)一(one)層薄薄的(of)石墨 - 鉛筆芯中使用(use)的(of)柔軟片狀材料。石墨是(yes)元素碳的(of)同素異形體，意味着它具有相同的(of)原子，但它們(them)以(by)不(No)同的(of)方式排列，賦予材料不(No)同的(of)性質。例如，鑽石和(and)石墨都是(yes)碳的(of)形式，但它們(them)具有截然不(No)同的(of)性質。鑽石非常堅固，而石墨則很脆。石墨烯的(of)原子排列成六邊形排列。

有趣的(of)是(yes)，當石墨烯與石墨分離時(hour)，它具有一(one)些神奇的(of)特性。它隻有一(one)個(indivual)原子厚度，是(yes)迄今發現的(of)第一(one)個(indivual)二維材料。盡管如此，石墨烯也是(yes)已知宇宙中最強的(of)材料之一(one)。拉伸強度爲(for)130GPa（gigapascals），比鋼強100多倍。

盡管如此薄，但石墨烯的(of)強度令人(people)難以(by)置信，已經足以(by)令人(people)驚歎，但其獨特的(of)性能并不(No)止于(At)此。它還具有柔韌性，透明性，高導電性，并且對大(big)多數氣體和(and)液體來(Come)說似乎是(yes)不(No)可滲透的(of)。幾乎看起來(Come)似乎沒有石墨烯不(No)優于(At)的(of)區域。

石墨烯的(of)應用(use)

太陽能電池/光伏發電

石墨烯具有高導電性和(and)透明性。因此，它作(do)爲(for)太陽能電池中的(of)材料具有很大(big)的(of)潛力。通常，太陽能電池使用(use)矽，當光子撞擊材料時(hour)會産生(born)電荷，從而使自由電子松動。矽每個(indivual)光子隻能釋放一(one)個(indivual)電子。研究表明，石墨烯可以(by)爲(for)每個(indivual)撞擊它的(of)光子釋放多個(indivual)電子。因此，石墨烯在(exist)轉換太陽能方面可能要(want)好得多，預計效率爲(for)60％，而目前的(of)矽電池能夠提供大(big)約25％的(of)效率。

半導體

由于(At)其高導電性，石墨烯可用(use)于(At)半導體中以(by)大(big)大(big)提高信息傳播的(of)速度。最近，能源部進行的(of)測試表明，當半導體聚合物放置在(exist)石墨烯層上而不(No)是(yes)矽層時(hour)，導電性能要(want)快得多。即使聚合物較厚，這(this)也适用(use)。當放置在(exist)石墨烯層頂部時(hour)，50納米厚的(of)聚合物比10納米的(of)聚合物層更好地(land)進行電荷。面對先前的(of)智慧，這(this)種觀點認爲(for)聚合物越薄，它就能越好地(land)傳導電荷。

水過濾

石墨烯的(of)緊密原子鍵使其幾乎對所有氣體和(and)液體都不(No)可滲透。奇怪的(of)是(yes)，水分子是(yes)一(one)個(indivual)例外。因爲(for)水可以(by)通過石墨烯蒸發，而大(big)多數其他(he)氣體和(and)液體不(No)能，石墨烯可能是(yes)過濾的(of)特殊工具。曼徹斯特大(big)學的(of)研究人(people)員用(use)酒精測試了(Got it)石墨烯的(of)滲透性，并且能夠提取非常強烈的(of)烈酒樣品，因爲(for)隻有樣品中的(of)水能夠通過石墨烯。

由于(At)人(people)口過剩仍然是(yes)世界上最緊迫的(of)環境問題之一(one)，保持清潔水供應隻會變得更加重要(want)。事實上，水資源短缺困擾着全球超過10億人(people)口，這(this)一(one)數字隻會在(exist)目前的(of)趨勢下繼續上升。石墨烯過濾器具有改善水淨化的(of)巨大(big)潛力，增加了(Got it)可用(use)的(of)淡水量。事實上，洛克希德·馬丁公司最近開發了(Got it)一(one)種名爲(for)“Perforene”的(of)石墨烯過濾器，該公司稱其可以(by)徹底改變海水淡化過程。

石墨烯研究的(of)未來(Come)

鑒于(At)石墨烯看似無窮無盡的(of)優勢，人(people)們(them)可以(by)期待在(exist)任何地(land)方看到(arrive)它。那麽，爲(for)什麽沒有廣泛采用(use)石墨烯呢？與大(big)多數事情一(one)樣，它歸結爲(for)金錢。石墨烯的(of)大(big)量生(born)産仍然非常昂貴，限制了(Got it)它在(exist)任何需要(want)大(big)規模生(born)産的(of)産品中的(of)使用(use)。此外，當生(born)産大(big)片石墨烯時(hour)，材料中出(out)現微小裂縫和(and)其他(he)瑕疵的(of)風險增加。無論科學發現多麽令人(people)難以(by)置信，經濟學總是(yes)會決定成功。

抛開生(born)産問題，石墨烯研究絕不(No)會放緩。世界各地(land)的(of)研究實驗室 - 包括首次發現石墨烯的(of)曼徹斯特大(big)學 - 正在(exist)不(No)斷申請創造和(and)使用(use)石墨烯的(of)新方法的(of)專利。歐盟于(At)2013年批準爲(for)一(one)項旗艦計劃提供資金，該計劃将資助用(use)于(At)電子産品的(of)石墨烯研究。也許更重要(want)的(of)是(yes)，亞洲許多主要(want)的(of)科技公司正在(exist)對包括三星在(exist)内的(of)石墨烯進行研究。由于(At)歐盟試圖在(exist)亞洲爆炸性經濟增長的(of)情況下穩步站穩腳跟，石墨烯可能成爲(for)未來(Come)幾年國際政治中的(of)重要(want)戰場。同樣，帝國經常根據他(he)們(them)對資源的(of)控制而起伏不(No)定。

盡管目前存在(exist)局限性，但研究人(people)員正在(exist)嘗試各種石墨烯用(use)途，從燈泡到(arrive)防彈衣。

革命不(No)會在(exist)一(one)夜之間發生(born)。矽是(yes)在(exist)19世紀中葉發現的(of)，但是(yes)近半個(indivual)世紀以(by)來(Come)，矽半導體爲(for)計算機的(of)興起鋪平了(Got it)道路。石墨烯可能具有幾乎神話般的(of)品質，是(yes)推動人(people)類曆史下一(one)個(indivual)時(hour)代的(of)資源嗎？隻有時(hour)間會給出(out)答案。