石墨烯或許無法取代硅

石墨烯或許無法取代硅

石墨烯自問世起，就被當(dāng)作21世紀(jì)的“神奇材料”，在科學(xué)界掀起巨大的波瀾。其非比尋常的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性等等屬性引無數(shù)科學(xué)家“競折腰”，有人認(rèn)為石墨烯將是硅的“終結(jié)者”，并將改變計算機(jī)和其他設(shè)備的命運(yùn)。

科學(xué)家們認(rèn)為，石墨烯是迄今為止最薄(300萬片石墨烯疊加在一起才不過1 mm厚)、最堅固的材料，也是人們所知的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的材料，其擁有超凡的堅硬度、柔韌度、透明度和導(dǎo)電性，可以廣泛應(yīng)用于觸摸屏、太陽能電池、復(fù)合材料(如現(xiàn)在廣泛使用的碳纖維)等各種物品的制造中。

目前，大約有200家企業(yè)和新興公司正在著力研究石墨烯。2010年，關(guān)于石墨烯的論文多達(dá)3 000多篇。對整個產(chǎn)業(yè)和廣大消費(fèi)者來說，這些都不啻為福音，因?yàn)槿绻@些研究獲得成功，未來，人們將可以得到更多運(yùn)行速度越來越快、制造成本越來越低、“身材”越來越纖細(xì)嬌小、柔韌程度越來越好的電子設(shè)備和其他設(shè)備。

瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的教授賈瑞·卡拉瑞特表示:“石墨烯將廣泛出現(xiàn)在透明電子元件、柔性電子設(shè)備以及運(yùn)行速度更快的電子設(shè)備上。”除了在數(shù)字領(lǐng)域大展拳腳之外，也可以將單層石墨烯固體粉末添加到輪胎上，使其更加堅硬。

韓國三星公司是石墨烯領(lǐng)域的最大投資者，該公司和韓國成均館大學(xué)攜手進(jìn)行石墨烯技術(shù)的研發(fā)工作。2010年7月份，據(jù)美國麻省理工學(xué)院《技術(shù)評論》雜志報道，三星科學(xué)家首次制造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的25英寸的柔性透明觸摸屏。

諾貝爾授獎委員會表示，一塊1 m2的石墨烯吊床可以支撐4 kg重的貓，該吊床的重量僅為0.77 mg，不足貓的腮須重，人肉眼根本看不到。

IBM和諾基亞等公司也不甘落后，2010年，IBM公司宣布，其制造出了截止頻率為150 GHz的晶體管，其運(yùn)行速度大大超過現(xiàn)在速度最快晶體管設(shè)備(40 GHz)。由于截止頻率較高，新晶體管能被整合入手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)等通訊應(yīng)用中。更重要的是，利用現(xiàn)有硅組件制作技術(shù)即可生產(chǎn)該款晶體管，也就是說，其商業(yè)化產(chǎn)品的問世指日可待。

盡管科學(xué)家們在石墨烯研究方面取得的長足的進(jìn)步，投資和關(guān)注與日俱增，然而很多研究現(xiàn)在止步于實(shí)驗(yàn)室中，沒有投入商業(yè)化的生產(chǎn);而且，很少有活生生的例子能證明石墨烯可以取代其他材料。石墨烯只是在很小的規(guī)模上證明了這些“神奇”的屬性。

據(jù)英國廣播公司(BBC)近日報道，IBM公司的科學(xué)家就認(rèn)為，石墨烯不太可能替代硅，因?yàn)樗鼪]有能帶隙，沒有晶體管所需的開和關(guān)功能，它無法停止導(dǎo)電或?qū)幔@就使其無法循環(huán)使用。石墨烯和硅應(yīng)該術(shù)業(yè)有專攻，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。他們認(rèn)為，人們提出的石墨烯的神奇能力甚至可能無法應(yīng)用在微觀樣本上，應(yīng)該對科學(xué)家們提出的各種假設(shè)和設(shè)想認(rèn)真分析。他們在認(rèn)識到石墨烯的一些限制后，認(rèn)為應(yīng)該為石墨烯尋找最適合其發(fā)揮潛能的應(yīng)用領(lǐng)域，并在致力于這方面研究。

另外也有很多知名學(xué)者認(rèn)為，石墨烯取代硅的道路還很漫長。有學(xué)者稱說:“這是一個夢想，這幅美好的愿景好似海市蜃樓，我們甚至無法判斷這種愿景是否正確。”

(摘自科技網(wǎng))