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诺奖得主预言：石墨烯产业化需迈过三道坎
来源：进出口服务网 | 时间：2014/7/7 10:24:16 | 阅读次数：
发布单位：CIEDATA
- 发布人：
- 小杨
近日，在2012年，因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来，两年来的发展也基本证明了他们的预测。
诺奖得主预言：石墨烯产业化需迈过三道坎
他认为作为一种材料，石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”，虽然将来它也许能发挥重大作用，但是在克服几个重大困难之前，这一场景还不会到来。
首先，迄今为止还没有真的能适合工业化大规模推广生产石墨烯的技术；其次，石墨烯一个有前景的方向是显示设备——触屏，电子纸，等等。但是目前而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难对付，这个问题可能会在十年之内解决；第三，石墨烯产业还有一个意想不到的麻烦：污染。石墨烯产业目前最成熟的产品之一可能是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”，但它对人体很可能有毒。
鉴于过去几个月里学界并无新的突破性进展，近日它的这波突发性“火热”，恐怕本质上还是资本运行的炒作结果，应审慎对待。
石墨烯改变未来智能手机
或许你对“石墨烯”这种材质并不熟悉，但实际上它将有可能改变我们未来的数字生活。从物理学角度来说，它是世界上第一个二维材料、比人类头发细一万倍，拥有柔韧性、透明的形态，并且能够导电。而在科技领域，包括三星、诺基亚等厂商都在致力于石墨烯材质的研发及应用，有望被应用在触摸屏、电池、传感器、晶体管等各种领域。也就是说，石墨烯是一种能够改变手机等数码产品未来形态的技术，主要体现在下面5个方面：
或许你对“石墨烯”这种材质并不熟悉，但实际上它将有可能改变我们未来的数字生活。从物理学角度来说，它是世界上第一个二维材料、比人类头发细一万倍，拥有柔韧性、透明的形态，并且能够导电。而在科技领域，包括三星、诺基亚等厂商都在致力于石墨烯材质的研发及应用，有望被应用在触摸屏、电池、传感器、晶体管等各种领域。也就是说，石墨烯是一种能够改变手机等数码产品未来形态的技术，主要体现在下面5个方面：
1.柔软且坚不可摧的触摸屏
由于石墨烯柔韧、透明且可以导电的特性，相比传统玻璃，它更适合作为屏幕面板。包括美国德克萨斯大学、韩国成均馆大学均在早期进入此领域进行研究，并取得了一定的成功；而科技公司方面，三星在2011年已经研发出40英寸的石墨烯触摸屏面板、索尼则在2012年进一步将其柔性化。
也就是说，柔性屏幕的发展可能会因为石墨烯技术而取得突破。目前，真正商用的柔性屏幕仍无法实现任意弯曲且不会损坏，预计三星会在此领域率先取得突破，提出柔性石墨烯触摸屏，应用在手机、可穿戴设备领域。
由于石墨烯柔韧、透明且可以导电的特性，相比传统玻璃，它更适合作为屏幕面板。包括美国德克萨斯大学、韩国成均馆大学均在早期进入此领域进行研究，并取得了一定的成功；而科技公司方面，三星在2011年已经研发出40英寸的石墨烯触摸屏面板、索尼则在2012年进一步将其柔性化。
也就是说，柔性屏幕的发展可能会因为石墨烯技术而取得突破。目前，真正商用的柔性屏幕仍无法实现任意弯曲且不会损坏，预计三星会在此领域率先取得突破，提出柔性石墨烯触摸屏，应用在手机、可穿戴设备领域。
2.充电速度更快的柔性电池
同理，石墨烯也能够应用在电池领域，解决目前电池技术的瓶颈。试想一下，一颗能够随意弯曲的电池，不仅更加安全，还可以在20秒内完成充电，显然是柔性屏幕手机的福音。这并非幻想，目前加州大学洛杉矶分校已经研制出石墨烯超级电容，厚度就如一张A4纸一般，并且具有柔韧性，可随意弯曲，量产也比较容易，充电速度是目前锂电池的100至1000倍。
除此之外，石墨烯电池也能够实现更大的容量。美国西北大学在石墨烯间的夹层加入了硅电极，来实现超出目前10倍的容量。这些案例都意味着：未来你的手机不仅会轻薄，电池电量还将达15000mAh、并且在几分钟内就可以充满。
同理，石墨烯也能够应用在电池领域，解决目前电池技术的瓶颈。试想一下，一颗能够随意弯曲的电池，不仅更加安全，还可以在20秒内完成充电，显然是柔性屏幕手机的福音。这并非幻想，目前加州大学洛杉矶分校已经研制出石墨烯超级电容，厚度就如一张A4纸一般，并且具有柔韧性，可随意弯曲，量产也比较容易，充电速度是目前锂电池的100至1000倍。
除此之外，石墨烯电池也能够实现更大的容量。美国西北大学在石墨烯间的夹层加入了硅电极，来实现超出目前10倍的容量。这些案例都意味着：未来你的手机不仅会轻薄，电池电量还将达15000mAh、并且在几分钟内就可以充满。
3.更好的镜头传感器
目前数码摄像头的传感器材质基本上都是CMOS（互补金属氧化物半导体），尺寸方面几乎很难缩小，所以全画幅单反的体积依然惊人。但如果使用石墨烯，不仅可以将其变得更加小巧、还将具有更高的光线敏感性及更少的功耗。
目前新加坡南洋理工学院研制出的石墨烯传感器，已经拥有相当于CMOS1000倍的光线敏感性、并减少10倍的功耗，这意味着未来数码相机也许不会再出现噪点、并且可以在保持大画幅的同时减少机身尺寸。
不仅仅是科研机构，诺基亚早在2011年就已经申请了石墨烯传感器专利，我们希望在未来的微软WindowsPhone上看到这个特性。
目前数码摄像头的传感器材质基本上都是CMOS（互补金属氧化物半导体），尺寸方面几乎很难缩小，所以全画幅单反的体积依然惊人。但如果使用石墨烯，不仅可以将其变得更加小巧、还将具有更高的光线敏感性及更少的功耗。
目前新加坡南洋理工学院研制出的石墨烯传感器，已经拥有相当于CMOS1000倍的光线敏感性、并减少10倍的功耗，这意味着未来数码相机也许不会再出现噪点、并且可以在保持大画幅的同时减少机身尺寸。
不仅仅是科研机构，诺基亚早在2011年就已经申请了石墨烯传感器专利，我们希望在未来的微软WindowsPhone上看到这个特性。
4.石墨烯晶体管
石墨烯还有可能被应用在晶体管上，对半导体行业的影响将是巨大的。简单来说，它能够让CPU、GPU更加省电，拥有更好的散热性，集成度也更好，从而实现更广泛的性能提升。
石墨烯还有可能被应用在晶体管上，对半导体行业的影响将是巨大的。简单来说，它能够让CPU、GPU更加省电，拥有更好的散热性，集成度也更好，从而实现更广泛的性能提升。
5.更快的网络
相关研究人员表示，由于石墨烯的光学响应率非常高，所以可以作为光纤传导介质，将目前的互联网速度提升100倍。相信随着研究的不断深入，石墨烯会更多被应用在电信基础设施领域。
石墨烯的潜力显然是巨大的，除了上述方向，它还可以用于太阳能电池、气体传感器、海水淡化、航空航天甚至是制造更薄更强韧的保险套。随着研究的深入，包括比尔·盖茨基金会、曼彻斯特大学国家石墨烯研究所、麻省理工学院等众多机构都将加速其发展，相信在未来几年我们会看到它的实际应用价值。
相关研究人员表示，由于石墨烯的光学响应率非常高，所以可以作为光纤传导介质，将目前的互联网速度提升100倍。相信随着研究的不断深入，石墨烯会更多被应用在电信基础设施领域。
石墨烯的潜力显然是巨大的，除了上述方向，它还可以用于太阳能电池、气体传感器、海水淡化、航空航天甚至是制造更薄更强韧的保险套。随着研究的深入，包括比尔·盖茨基金会、曼彻斯特大学国家石墨烯研究所、麻省理工学院等众多机构都将加速其发展，相信在未来几年我们会看到它的实际应用价值。
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