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新科技

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剛剛,人民日報披露一重大消息:浙江大學高分子科學與工程學係高超團隊,研製出了一種新型石墨烯-鋁電池。

經測試,它在25萬次充放電循環後仍能保持91%的容量;同時其倍率性能優異,快速充電可1.1秒內充滿電。

1.1秒啊!隻要你眼睛眨一下,手機就充好了!

不僅如此,這種電池還有很多牛掰的特點:

抗冷熱:在零下30攝氏度的環境中,它能實現1000次充放電性能不減,而在100攝氏度的環境中,它能實現4.5萬次穩定循環。

經折騰:將它彎折一萬次後,容量完全保持;即使電芯暴露於火焰中也不會起火或爆炸。

壽命長:哪怕每天充電10次,也能用上近70年!

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石墨烯為什麼那麼牛?

我們都知道,“智能化”正在推動人類的下一次工業革命。那麼智能化的關鍵點在哪裏呢?

以“智能手機”為例,作為智能時代的開端產品,作為人類行為和交往的基本工具,它的革新可以直接影響我們的效率。

“智能手機”中有大量芯片,比如音頻芯片、視頻芯片、電源管理芯片、ISP芯片(拍照用)、WIFI芯片、CPU、GPU、基帶等等,人們對智能手機的性能的要求越來越高,尤其是續航能力,所以這些芯片的負荷也就越來越高。但是在在材料沒有更新的情況下,所有的改進都是量變而不是質變。

現在芯片的材料都是矽,矽的極限寬度是七納米,已經臨近邊界。

因此這場變革的臨界點落腳到了材料的創新上麵。

我們就來好好了解一下新材料之王:石墨烯。

首先,我們來認識一下大自然最基本、最神奇的元素——

碳,是生命的基本單元。碳原子一個一個的排列,演變成氨基酸、核苷酸,然後再一節鏈一節地接長,演變成為蛋白質和核酸,進而演化出細胞,最後組成了蟲、魚、鳥、獸、猴子、猩猩、直至人類。可以說“碳”是生命世界的棟梁之材。

沒有碳,就沒有生命。世界上已經回蕩了三四十億年的生命交響樂,可以說其主旋律就是“碳:元素的化學演變。

既然碳元素那麼神奇,它形成的物質也不同凡響。碳原子的排列方式不同,就組成了不同物質。

我們平常所說的鑽石(金剛石),就是由碳原子組成的。碳原子排成四麵體,碳原子位於四麵體的角頂及中心,具有高度的對稱性,於是形成了金剛石。

由於金剛石是天然物質,因此含有雜質。但碳元素形成的另外一種物體石墨烯(Graphene)就不同了,它是完全純潔的物體。雖然也是由碳原子組成(跟鑽石是同素異形體)。

但石墨烯的原子尺寸結構非常特殊,石墨烯是由一層碳原子構成的二維碳膜(隻有一層原子厚度),它是世界上唯一隻有一層原子構成的物質,特殊到必須用量子場論才能描繪。

2004年,英國曼徹斯特大學物理學家將它成功從石墨中分離出石墨烯,證實它可以單獨存在,因此2010年諾貝爾物理學獎。

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石墨烯有多神奇?

在塑料裏摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;

加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。

科研人員還發現,細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類的細胞則可以正常生長。

如果用石墨烯製作電容裝置,它的充放電速度是鋰電池100倍——1000倍!

很多人抱怨智能手機用不多久就得一天充幾次電,但現在傳統的手機電池即將被石墨烯淘汰!

在信號感應方麵,據新加坡一個科研團隊展示的科研成果,石墨烯感光元件的性能比傳統傳感器強1000倍!

在信號傳輸方麵,石墨烯的電子傳輸速度極快,它製造的處理器頻率有望達到1THz以上,是目前矽芯片的100到1000倍。

在承受性方麵,石墨烯可承受1 億~2 億A/cm2 的電流密度,這是銅耐受量的100 倍左右。

在軍事方麵,美軍在轟炸科索沃的軍事行動中就曾大量使用石墨炸彈,海灣戰爭時期,美軍就在伊拉克使用這種石墨炸彈來癱瘓薩達姆政府的供電設施,最後使伊拉克全國供電係統85%癱瘓。

而中國也在2009年宣布造出了石墨炸彈,以250公斤集束炸彈為載體,內裝填147枚碳纖維子彈藥,每一枚包含32束碳纖維。據了解一枚國產石墨炸彈炸彈可以覆蓋6000平方米的範圍,可以有效的癱瘓敵人城市的電力係統。這讓美國大吃一驚。

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放眼未來,互聯網正在升級到物聯網,無論是5G還是智能時代,未來一定是萬物互聯的。這就對智能設備材料的性能、傳感性、敏感度都提出了更高的要求,目前來看石墨烯已經做好了充分的準備,是最好的基礎材料,石墨烯才是萬物互聯的基石!

因此石墨烯被稱為“黑金”,對於未來的超級計算機來說,石墨烯也有可能成為材料備選,科學家預言石墨烯將改變人類的21世紀。

中國在石墨烯方麵優勢巨大,要知道世界石墨的70%在中國。截至2016年3月,中國石墨烯的專利總數占全世界的56%,排名第一,後麵才是韓國、美國、日本!

在石墨烯的推動之下,中國的大數據、物聯網、雲計算、智能設備等各項前沿產業也必定會取得驚人成績,屆時中國的移動支付等創新產業的效率都會大大提升,“萬物互聯”的實現就不再是問題,這些影響最後都會作用於經濟效率的提升!

現在,改變世界的主要有三大科技:人工智能、基因科學、材料科學。中國現在這些領域正逐漸趕超,有望彎道超車,領先世界。

科學技術才是第一生產力,這一次中國又站在了世界的頂峰!

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樹頭木樁

 

105

105

這些國寶級東西不能賣給西方。多少年對我國遏製圍堵。遠點去吧!

01-04 00:49

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冷香亭下

 

8

8

人家來是要你中國錢的( ̄△ ̄)

01-04 01:10

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最後更新:2018-01-05 10:01:55

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