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什么质料的密度为钢的5％，，，，，，但强度却是钢的10倍？？？

时间：2017-02-20 泉源：质料科学与工程

最近，，，，，，麻省理工学院（MIT）的一个研究小组用多质料3D打印机研究了最强的轻质质料之一。。。。。通过压缩和熔化石墨烯片，，，，，，他们创立出一种密度为钢的5％、强度为钢的10倍的质料。。。。。

研究职员通过对石墨烯片举行热和压力的压缩，，，，，，他们最终获得一种结实而稳固、有点像珊瑚的结构。。。。。随即，，，，，，科学家们发明：正是这种不寻常的、类似珊瑚的形状，，，，，，使得压缩后的石墨烯变得云云之强，，，，，，而不是质料自己的性子。。。。。因此，，，，，，通过在塑料等其他更自制的质料上复制这种3D形式，，，，，，科学家可以更低的本钱实现类似于石墨烯的强度。。。。。

当把石墨烯结构压缩至极限时，，，，，，研究职员发明他们获得了一种令人难以置信的结实质料，，，，，，其密度为钢的5％，，，，，，但强度却是钢的10倍。。。。。通太过析压缩后的石墨烯片的几何排列，，，，，，研究职员能用3D打印机部分重现这种最强质料。。。。。

石墨烯有云云优良特征，，，，，，它会替换钢铁吗？？？

石墨烯的热度在一直上升

自2004年康斯坦丁博士通过胶带从石墨上疏散出石墨烯以来，，，，，，关于石墨烯的话题就在一直升温。。。。。

2016年，，，，，，种种媒体铺天盖地的报道终于将石墨烯推向了话题的风口浪尖——医疗、地产、汽车、盘算机、生物等行业都与此有关。。。。。一时间，，，，，，石墨烯险些成为了前沿科技的代名词，，，，，，貌似在对外宣传时不搭上石墨烯就不算高科技工业。。。。。石墨烯为何云云之火，，，，，，真的会成为继“煤炭、钢铁、硅”之后人类的第四大质料吗？？？让现实生长给我们谜底吧。。。。。

第一种由单层原子组成的质料

碳原子之间相互毗连成六角网格。。。。。铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起，，，，，，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。。。。。

由于碳原子之间化学键的特征，，，，，，石墨烯很顽强：可以弯曲到很大角度而一直裂，，，，，，还能对抗很高的压力。。。。。而由于只有一层原子，，，，，，电子的运动被限制在一个平面上，，，，，，为它带来了全新的电学属性。。。。。石墨烯在可见光下透明，，，，，，但不透气。。。。。这些特征使得它适相助为保�；げ愫屯该鞯缱硬返闹柿�。。。。。

石墨烯的泛起不亚于一次小型的能源革命

石墨烯特殊的物理结构为其带来了优良的导电性与导热性，，，，，，因此也是天下上电阻率最小的质料。。。。。以是，，，，，，使用石墨烯制作的电池能量密度将高达600Wh/kg，，，，，，而现在最先进的锂电池也仅为180Wh/kg。。。。。

好比，，，，，，石墨烯电池可以充电5分钟，，，，，，通话24小时。。。。。

再加上石墨烯电池相关于古板锂电八分之一的重量和两倍的寿命，，，，，，遐想一下现今手机、电动汽车等行业的生长瓶颈……

在未来最值得期待的领域——生物工程领域，，，，，，石墨烯或为人类超等明星。。。。。

克日，，，，，，美国博伊西州立大学揭晓了一篇《石墨烯泡沫为肌管生长提供三维平台》的文章，，，，，，研究了石墨烯泡沫在肌肉组织中的应用。。。。。效果批注石墨烯泡沫，，，，，，相宜作为生主座能肌肉组织的支架质料。。。。。石墨烯自己是一种薄的碳层，，，，，，以是被以为是二位的平面质料，，，，，，然而石墨烯泡沫是以石墨烯为质料的3D石墨烯。。。。。

最终，，，，，，研究职员把石墨烯和石墨烯泡沫的奇异性能，，，，，，用在人体器官再生上。。。。。已往的研究已经证实了可以在石墨烯泡沫上生长骨和软骨，，，，，，但这只是石墨烯泡沫与肌肉生长相容性的第一歩研究。。。。。

博伊西州立大学的质料科学与工程学院助理教授埃斯特拉达说：“我们希望能通过这些效果视察生命基本的化学转变，，，，，，来向临床应用推进。。。。。”未来通过石墨烯泡沫这种新型质料，，，，，，可能会成为控制肌肉的开关，，，，，，和控制肌肉的神经类似，，，，，，为残疾人带来福利也可能不会是梦想了。。。。。

光是最神秘的一种工具，，，，，，而关于一种新的爆发光的方法，，，，，，将无人不予以膜拜。。。。。

美国麻省理工学院研究职员已经发明了类似飞机凌驾音速时爆发音爆的历程：电荷流过石墨烯，，，，，，在某种情形下，，，，，，能凌驾减慢了的光速，，，，，，形成一种光“爆”，，，，，，一种强烈的聚焦光束。。。。。

这种全新的将电能转化为可见光辐射方法是高度可控的，，，，，，并且快速有用。。。。。研究职员体现，，，，，，这种方法可能会带来种种新的应用。。。。。

研究职员体现：“石墨烯能通过我们称之为外貌等离子体的方法捕获光。。。。。等离子体是代表了外貌电子振荡的虚拟粒子。。。。。这些穿过石墨烯的等离子体的速率比在自由空间光的速率慢几百倍。。。。。”这种特征也为石墨烯爆发相反的效果提供了可能性：形成光而不是捕获光。。。。。

许多科学研究向我们展示了石墨烯的惊人特征，，，，，，但有一个陷阱。。。。。

这些美妙的特征对样品质量要求很是高。。。。。要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯样品，，，，，，需要费时、艰辛、花钱的手段：机械剥离法——先用胶带粘到石墨上，，，，，，再手工把石墨烯剥下来。。。。。

别笑，，，，，，2004年诺沃肖洛夫他们就是这么制备出石墨烯的。。。。。

虽然手艺含量不高，，，，，，但问题是乐成率也不高，，，，，，弄点儿样品做研究还可以，，，，，，工业化生产？？？哪怕拥有全天下的石墨矿，，，，，，一天又能剥下来几片……

岂非只能用胶带一遍又一遍的粘么？？？虽然现在我们也有许多其他要领来增添产量、降低本钱。。。。。

液相剥离法：把石墨或者类似的含碳质料放进外貌张力超高的液体里，，，，，，然后超声轰炸把石墨烯“雪花”炸下来。。。。。

化学气相沉积法：让含碳的气体在铜外貌上冷凝，，，，，，形成的石墨烯薄层再剥下来。。。。。

直接生长法：在两层硅中心直接想法长出一层石墨烯来。。。。。

尚有化学氧化还原法：靠氧原子的插入把石墨片层疏散，，，，，，云云等等。。。。。

贫困之处在于，，，，，，使用这些步伐，，，，，，产品质量又不可包管。。。。�？？？梢运�，，，，，，要领有许多，，，，，，也各自有各自的适用规模，，，，，，可是迄今为止还没有真的能适合工业化大规模推广生产的手艺。。。。。

石墨烯的“泡沫化”隐忧

几年时间里，，，，，，石墨烯就已在海内以迅猛之势生长起来，，，，，，不觉让人们惊讶石墨烯工业生长速率之快、产品性能之好。。。。。可是在这些“光环”和惊讶的背后，，，，，，也不禁使人质疑。。。。。石墨烯工业现在来说是先导领域，，，，，，还没真正形成自己的工业，，，，，，生长背后也还保存着一定的难题和问题。。。。。

现在石墨烯工业的这种“红火”征象也透露出了资源的太过炒作。。。。。石墨烯看法炒得太火，，，，，，某些新闻缺乏客观性，，，，，，导致相关部分或企业关于石墨烯的熟悉保存误区，，，，，，造成一种似乎很简朴，，，，，，“短平快”一夜暴富的气氛。。。。。甚至有人至今仍然搞不清晰石墨烯与石墨的区别。。。。。

毫无疑问，，，，，，石墨烯会在未来施展重大的作用。。。。。未来很优美，，，，，，路照旧要一步一步的走。。。。。特殊是在这个随处充满急功近利的年月，，，，，，泡沫无处不在。。。。。

经由几年生长，，，，，，我国石墨烯工业基本形成以江苏省为聚合区，，，，，，其它多地碎片化保存的工业名堂。。。。。据统计，，，，，，我国石墨矿储量占天下总储量的75%，，，，，，生产量占天下总产量的72%，，，，，，是我国少有的几种具有国际竞争优势的矿产之一。。。。。我国在石墨烯制备、手机触摸屏、锂离子电池以及复合质料等领域都取得了一定的研究效果，，，，，，在一些领域处于国际先进水平。。。。。

现在，，，，，，我国一些石墨烯龙头企业生长水平位居天下前线。。。。。恒久以来，，，，，，有着“黑金子”之称的石墨烯主要在实验室以克为单位小批量生产，，，，，，每克售价高达5000元。。。。。常州第六元素质料科技股份有限公司2013年开发出海内首条大规模宏量制备、全自动控制的粉体石墨烯生产线，，，，，，年产能达100吨，，，，，，致使石墨烯价钱下降为每克1~3元，，，，，，让石墨烯大规模工业化应用成为可能。。。。。

工业生长亮点频现的同时，，，，，，一些急功近利征象值得小心。。。。。当下，，，，，，国际勉励生长新质料工业，，，，，，石墨烯成为其有力支持，，，，，，加之其重大的商业价值，，，，，，政企高涨的投资热情致使大批资金流向石墨烯领域，，，，，，行业规模急速膨胀，，，，，，“泡沫化”倾向初显。。。。。除江苏外，，，，，，重庆、宁波、青岛、德阳、河北、北京等地亦在结构石墨烯工业。。。。。重庆将石墨烯列为十大战略性新兴工业之一，，，，，，宁波宣布了《宁波市石墨烯手艺立异与工业中恒久生长妄想（2014~2023）》，，，，，，目的在10年内将石墨烯工业打造成为具有千亿元级产值规模的优势与特色工业?据《经济参考报》报道，，，，，，在去产能方面，，，，，，除了煤钢工业，，，，，，其他行业落伍产能也将进入去产能名单，，，，，，包括汽车、新能源、石墨烯等行业的落伍产能或将入列。。。。。

部分专家以为，，，，，，现下的石墨烯热与昔时的造船、光伏投资激动如出一辙，，，，，，反应出企业和政府根深蒂固的投契性。。。。。一位石墨烯企业认真人甚至直言，，，，，，这虽然有企业家的盲目，，，，，，但更多是地方政府的GDP激动，，，，，，背后蕴藏着“泡沫化”危害禁止小视。。。。。

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