從電池到醫療石墨烯在生活中的應用

石墨烯因其高導電性、高導熱性和高強度等優異性能而被稱為“神奇材料”，它可能會徹底改變大量應用，燈泡、芯片、電池、觸摸屏，還有智能手機和新能源的汽車，石墨烯可以勝任的領域數不勝數，下面就來盤點一下石墨烯的各種用途！

石墨烯集成電路

由于石墨烯的超強傳輸性能和非常好的導熱性，石墨烯也被認為是取代硅原料的材料，石墨烯不出意外應該能成為下一代的電路板材料。早在2011年，國外的一個團隊研究出了一個最先進的“石墨烯晶體管”，還把這個新研究的晶體管集成到了新的電子電路中實驗，又過了幾年，也就是2016年，我國的一些科學團隊開發出了世界上第一款“低噪聲放大器單片集成電路”填補了空白。

石墨烯電池

在生產電池的時候，可以用作正負極的高端材料非石墨烯莫屬，石墨烯也可以用作導電的“添加劑”增加在正負極中以提高電池的效率，增加了石墨烯的電池一般情況下可以提高電池的整體效率。傳統電池的充電時間以及充電效率一直都無法有效解決，因為傳統的鉛酸電池和一般傳統鋰電的發展遇到了“問題”，新型石墨烯電池就可以突破這種限制。在車展上，一些汽車公司推出了石墨烯鈦酸鋰電池，可在15～20分鐘內實現快速閃充，石墨烯的電池也可以連續充電放電50000多次，采用石墨烯電池的油電混合動力汽車，一般的續航里程都在900公里左右！

石墨烯相機能夠從我們周圍的物體獲取更多信息，使我們能夠通過檢測紅外光來看東西。

石墨烯觸摸屏

智能手機的關鍵部件是一個導電且非常透明的觸摸屏。由于石墨烯這種材料極其良好的柔韌度還有優良的導電性，而且還有非常突出的光學透性，石墨烯完全可以用于手機屏幕的制作，石墨烯也比現在的材料氧化銦錫更為優秀。國外研究團隊研制出了一種用許多層石墨烯和聚酯材料組成的柔性屏幕。利用這種技術，也可以制成石墨烯電池、觸摸傳感器之類的控制器，還有平板，以及先進的發光二極管等材料。

石墨烯超級材料

美國研究人員把軟石墨變成了一根強力的“鋼筋”。該工藝是將石墨烯轉化為具有三維結構的石墨烯泡沫材料，然后對具有強機械性能和高導電性的碳納米管材料進行強化，從而制成“增強石墨烯”。中國的研究人員使用微小的管狀石墨烯形成蜂窩結構泡沫材料。它像氣球一樣輕，但像金屬一樣結實。將來，它可以用來制作防彈背心、坦克裝甲等。

石墨烯存儲器

國外的研究人員它們一直都在開發關于石墨烯的存儲系統。為什么要開發這個系統呢？因為，基于石墨烯的存儲材料系統它具有制造成本低、重量輕、能耗較低、體積比較小、存儲空間大等特點。比如，有一種石墨烯二氧化鈦制作的存儲器，它只有55納米長、7納米厚，讀取和寫入幾乎是一瞬間完成（也就是5納秒）。隨著基于石墨烯的觸摸屏和存儲器等電子設備的不斷發展，靈活、全透明的智能手機將成為未來的現實。

石墨烯“人工喉”

眾所周知，人類的喉嚨它只能發出聲音，卻不能感知出聲音，如果我們能有一種既能感知又能發聲的材料，且具有一定的“靈活性”，比如把它做成“人工喉嚨”，我們或許就能解決像已故科學家霍金這樣肌肉萎縮患者甚至是一些聾啞人的語言問題。最近幾年，我國的科學研究人員利用石墨烯研究開發了這種“聲學裝置”。它通過熱聲效應發聲，通過壓阻效應接收聲音信號。

Versarien 的耳機采用名為NaneneGraphene-Enhanced Audio 的石墨烯涂層制造。

癌癥早期診斷

我國的科學研究者他們首次發現了石墨烯可以幫助癌癥的早期診斷。當體內出現異常情況時，血清、尿液和唾液中核酸分子生物標記物cmocrrna的含量也會發生變化，但一般檢測方法難以捕捉。由于石墨烯的強吸附，檢測靈敏度可以大大提高。通過對捕獲到的cmocrrna進行綜合分析，可以得出人體是否有癌變，是什么樣的癌癥，這對各種癌癥的早期診斷和治療具有重要意義。

石墨烯燈泡

現在傳統的白熾燈泡已逐漸被白色LED取代。雖然LED光源有各種各樣的好處，但是LED光源的價格比較高，且需要稀土作為制作材料。在英國，科學家開發了一種新型石墨烯燈泡，其結構比LED更堅固，價格更低，可以延長燈泡的使用壽命，并進一步降低10%的能耗。

石墨烯除污海綿

科研人員利用石墨烯“海綿”的特性來去除和吸附各種有毒有害的一些物質。吸附容量可達其自身重量的數百倍。吸附后，經處理后可循環使用。中國科學家將石墨烯涂層均勻地包裹在普通海綿表面，并利用其導電性、疏水性和親油性來吸收泄漏在海面上的浮油。

海水淡化濾膜

到目前為止淡化海水的成本極其昂貴，且需要耗費大量的資源，而且會對環境造成一定的污染。英國研究人員正在研究用于海水淡化的相對便宜的氧化石墨烯濾膜。這是一種選擇性膜，允許水分子通過，鹽離子過濾掉。它不需要高溫和高壓，因此是海水淡化的低成本替代品。

◎ 來源| 綜合 宇宙小小百科、北京日報、中國新聞網