石墨烯能用來制造電池的哪些部件？又有什么特殊的功能？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-12 22:14
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眾所周知，石墨烯由sp2雜化的碳原子緊密排列而成，其中碳-碳鍵長約為0.142nm，相鄰兩個六圓環(huán)的面心距為0.246nm。石墨烯片層表面與聚己內(nèi)酯（PCL）片晶間存在晶格匹配關(guān)系，可誘導(dǎo)PCL分子鏈在其表面附生結(jié)晶，從而產(chǎn)生“物理鉚合”作用，顯著提高二者之間的界面粘結(jié)性（Ind. Eng. Chem. Res.2013. 52, 15824-8）。研究人員繼而研究了注塑過程中石墨烯對PCL分子取向與結(jié)晶的影響，發(fā)現(xiàn)在附生結(jié)晶和空間限制雙重作用下PCL分子鏈的松弛抑制現(xiàn)象（Compos. Sci. Technol.http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.03.012），這為制備高各向異性高分子復(fù)合材料提供了基礎(chǔ)。研究人員還通過靜電吸附制備了UHMWPE/石墨烯抗靜電復(fù)合材料，由于形成了石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以具有較低的導(dǎo)電逾滲值（Compos. Sci. Technol.2013. 89, 180-5；中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?01310317580.2）。以上研究得到國家自然科學(xué)基金（51273210；51273207；51003117）和寧波市重點科技創(chuàng)新團隊（2009B21008）的支持，并作為研究基礎(chǔ)申請獲批寧波市石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開發(fā)專項1項（2013B6009）。
解密石墨烯：為何能取代鋰電池？
很多時候，技術(shù)的革命來自于材質(zhì)，比如塑料的發(fā)明，從方方面面改變了人們的生活。而在目前，石墨烯作為一種新材質(zhì)，受到了極大的關(guān)注。實際上，石墨烯是碳的一個種類，具有超高強度、輕薄和可延展的特性，將能夠改變數(shù)碼產(chǎn)品的外觀、手感甚至使用形態(tài)。下面，我們就來詳細了解一下石墨烯材質(zhì)到底有什么過人之處。
1. 比鋼鐵還硬
雖然LG G Flex可以自我修復(fù)輕微的劃傷，但仍未改變手機易損壞的缺點。不過，如果手機等數(shù)碼產(chǎn)品在未來能夠使用石墨烯作為外殼的話，則會變得堅若磐石。據(jù)美國化學(xué)學(xué)會的報告稱，石墨烯的硬度是鋼材的200倍，顯然具有非常強的耐用度。
2. 如橡膠般具有延展性
哥倫比亞大學(xué)的研究人員表示，石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%。也就是說，石墨烯實際上是一種柔性材質(zhì)，與橡膠類似。三星公司一直在研究石墨烯晶體管，從而生產(chǎn)出柔性屏幕。另外，石墨烯也有一定的耐水性，有望應(yīng)用在新一代的防水設(shè)備上。
3. 輕薄特性
石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕薄，足夠拉伸到薄到透明的程度。這就意味著，如果手機廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機更耐用、防水，還可以變得更輕薄。
4. 令人難以置信的電池壽命
我們曾經(jīng)在電池技術(shù)發(fā)展類的文章中提到過石墨烯，它極有可能在未來取代鋰電池，成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。美國西北大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材質(zhì)的電池，充電15分鐘可以實現(xiàn)約一周的續(xù)航能力，令人驚嘆。顯然，如果未來手機可以使用石墨烯電池，那么一周一充電將不再是夢想。
5. 與人類的身體互聯(lián)
英國曼徹斯特大學(xué)的博士Aravind Vijayaraghavan發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有與生物互聯(lián)的特點，這對健康檢測類可穿戴設(shè)備具有非常積極的影響。使用石墨烯作為傳感器，將可以監(jiān)測和掃描人類的神經(jīng)系統(tǒng)，可以想象，未來會出現(xiàn)“精神健康”類的監(jiān)測設(shè)備及應(yīng)用。
據(jù)《紐約時報》報道，石墨烯是一種神奇的材料，它具備顛覆當(dāng)前所有電子設(shè)備的潛質(zhì)，是“材料的未來和電子行業(yè)的救命稻草”。報道稱，石墨烯是目前已知的硬度最高、最薄的材料。它由碳原子以特殊結(jié)構(gòu)排列而成，比其他任何材料都具備更好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性。更令人稱奇的是，它不僅是世界上最硬的材料，而且柔韌性也最強。厚度只有一層碳原子的石墨烯被稱為“奇跡材料”。
