諾貝爾獎得主談?wù)撌┨技{米管的優(yōu)勢
諾貝爾獎得主談?wù)撌┨技{米管的優(yōu)勢
石墨烯是一種強(qiáng)度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導(dǎo)電性最好的材料。它的發(fā)現(xiàn)者之一，2010年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者和英國曼徹斯特大學(xué)的康斯坦丁·諾沃索洛夫教授，在其應(yīng)用中做出了任何新的發(fā)現(xiàn)。
單原子厚度的石墨晶體稱為石墨烯，被認(rèn)為是人類可獲得的最強(qiáng)的晶體。石墨烯打開了其他二維原子晶體的實(shí)驗(yàn)門，形成了巨大的二維晶體群。
最近，2010年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、英國曼徹斯特大學(xué)教授康斯坦丁·諾沃塞洛夫教授發(fā)表了題為《二維世界中的材料》的主題演講報(bào)告，從物理結(jié)構(gòu)的角度，特別是從二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度，介紹了石墨烯的材料。
石墨烯是一種強(qiáng)度最高、韌性最好、重量最輕、透過率最高、導(dǎo)電性最好的材料。
2004年，諾沃索洛夫和曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家安德烈·海姆成功地將石墨烯與石墨分離，并證實(shí)石墨烯可以單獨(dú)存在，從而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
二維材料是指電子能在非納米尺度（1-100nm）的二維空間上自由運(yùn)動的材料，如納米薄膜、超晶格和量子阱等。
由于二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的原子層進(jìn)行組合，具有不同的原子精度和性能，因此這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)可以用來研究新的物理現(xiàn)象或適應(yīng)各種可能的應(yīng)用。這里的異質(zhì)結(jié)構(gòu)堆的功能是嵌入式設(shè)計(jì)。
與二維材料相比，還有一維材料和三維材料，一維材料是指電子在非納米尺度方向的自由運(yùn)動（線性運(yùn)動）。碳納米管（CNT）是最具代表性的材料，三維材料是指電子在三種非納米尺度上自由運(yùn)動的材料，如納米粉末高壓成形或控制金屬液體結(jié)晶的納米顆粒結(jié)構(gòu)。
關(guān)于石墨烯的應(yīng)用價值，諾沃施洛夫認(rèn)為，石墨烯技術(shù)應(yīng)應(yīng)用于已知的物理物質(zhì)，并應(yīng)在二維材料中挖掘更多的應(yīng)用，針對基于范德華力的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合射頻識別技術(shù)（RFID）制作傳感器。以及在此基礎(chǔ)上制造多功能產(chǎn)品。
中國生產(chǎn)商詢問了600多名現(xiàn)場參與者，包括國內(nèi)外對石墨烯感興趣的學(xué)者和專業(yè)人士，石墨烯技術(shù)何時能得到廣泛應(yīng)用和推廣。諾沃索洛夫回應(yīng)說，有許多初始規(guī)模的化工產(chǎn)品和應(yīng)用材料，例如石墨烯粉末是最常見的產(chǎn)品之一，在中國已經(jīng)開始成形。
去年十月，國家主席習(xí)近平參觀了曼徹斯特大學(xué)國家石墨烯研究所，聽取了Novosholov關(guān)于石墨烯研究的介紹，并參觀了石墨烯展示和生產(chǎn)的地下超級清潔實(shí)驗(yàn)室。
石墨烯作為一種新型納米材料，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、力學(xué)和電子性能，在藥物傳遞、癌癥治療等生物納米技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
石墨烯也是我國重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，是十三五新材料開發(fā)的重點(diǎn)，今年4月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會網(wǎng)站發(fā)布了《石墨烯材料術(shù)語、定義和代號國家標(biāo)準(zhǔn)草案》。erials（征求意見稿）。它還在一個月內(nèi)征求公眾意見。
雖然石墨烯市場關(guān)注度高，參與者多，但由于我國缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了市場的混合，普遍認(rèn)為，上述磋商標(biāo)志著我國第一個石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)的制定取得了重要進(jìn)展。
石墨烯和碳納米管在工業(yè)上經(jīng)常被比較。今天的論壇上，清華大學(xué)物理系教授、清華富士康納米技術(shù)研究中心主任范壽山教授還就如何使碳納米管材料實(shí)用化發(fā)表了主旨報(bào)告。
碳納米管（CNT）作為一種一維納米材料，由于其重量輕、六邊形連接良好，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，近年來隨著碳納米管和納米材料的深入研究，其廣闊的應(yīng)用前景不斷顯現(xiàn)。
范壽山說，到目前為止，碳納米管可以制成聚合物彈性膜，垂直導(dǎo)熱，水平隔熱，碳納米管也可以用作光學(xué)儀器，吸收率接近100%。
此外，范壽山認(rèn)為，碳納米管薄膜具有良好的透射率，僅占空間的10%，并進(jìn)行了可穿戴模擬，做了一些植入式導(dǎo)線，可用于某些外科手術(shù)。
在加熱器方面，碳納米管也可以發(fā)揮最大的優(yōu)勢。范壽山說，碳納米管可以作為柔性加熱器件，具有膜面積小、密度高、脈沖響應(yīng)快、加熱和散熱快等特點(diǎn)，其他材料做不到。
碳納米管也可以用于鋰電池中。碳納米管是一維材料和二維三維網(wǎng)絡(luò)中最好的材料。范壽山說，碳納米管還可以用作催化劑載體，甚至是復(fù)合材料。聚合物材料固化后，可以用碳納米管來控制切割方向。
對于石墨烯電池最熱門的話題，業(yè)內(nèi)有人問碳納米管還是石墨烯更為人所知的范壽山，因?yàn)檠趸锏膶?dǎo)電性不好，不能阻礙離子的進(jìn)出，從這個角度看，碳納米管形成的網(wǎng)絡(luò)更好。
碳納米管膜已經(jīng)形成了一個固定的網(wǎng)絡(luò)，如果每個氧化物點(diǎn)都在網(wǎng)絡(luò)上，就有電子接入。我們要找到一種特殊的薄膜電池，而不是一種新材料（石墨烯）來競爭。范壽山說。
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