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          諾獎成果石墨烯,在這些領域跑出了“加速度”!

          分類:熊爸爸動態 發布時間:2023-06-26 585次瀏覽

            諾獎成果石墨烯作為新興的功能性材料,已被列入中國制造2025及“十三五”規劃當中,屬于戰略創新驅動領域的新突破,在基礎建設、衣食住行等領域都有廣闊的市場前景。今天就來分享一期熊爸爸關注到的在各領域的應用新進展,讓我們一起來展望、解鎖石墨烯材料的無限潛力!

            

            新能源電池

            

            2015年,超威成功研制出了全球使用石墨烯技術的超威黑金高能量電池,目前,超威集團正聯合安德烈·海姆解決目前市場上石墨烯電池存在的一些技術難關。合作還將進一步推動石墨烯復合材料方面的研發,將石墨烯新材料與新能源材料融合,爭取未來石墨烯材料能在以石墨烯為基礎的電化學儲能方面被大規模應用。

            

            而在中國,2023年3月,超級石墨烯鈦鋰電池項目落戶新疆喀什。該項目由國電建湖南新能源發展有限公司投資建設,總投資65億元。相關負責人表示,超級石墨烯鈦鋰電池采用高新新能源技術,具有容量大、壽命長、充電速度快等優勢,將有力地滿足未來我國新能源汽車行業快速發展需求。

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          ▲石墨烯負極的挑戰和前景

            

            柔性顯示屏

            

            柔性顯示屏與傳統顯示屏的一個區別在于夾在發光有機材料中間、使像素發光的透明導電電極。通常由一層氧化銦錫(ITO)來充當這個角色。但銦有毒又昂貴,幸運的是,經過多年研究,研究人員已經找到了可作為柔性屏透明電極的其他幾種材料。

            

            石墨烯,它是碳的一種形式,其原子排列成二維蜂窩狀,性能優異還更安全,它比目前考慮用于柔性屏的任何其他電極材料都能更好地承受彎曲。

            

            當可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢時,作為基礎材料的石墨烯前景自然也被眾人看好。

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            海水淡化

            

            最近,一個國際科學家團隊在開發石墨烯未來在醫療保健應用中的抗菌潛力方面取得了重大進展。該團隊由來自英國、塞浦路斯、奧地利、芬蘭、荷蘭和中國的科學家組成,他們創造了一系列具有不同表面氧含量 (SOC) 的石墨烯材料,并比較了它們的抗菌性能。發現表明,石墨烯材料SOC可作為設計有效抗菌劑的關鍵因素。

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          圖片來源:Shutterstock/BONNINSTUDIO

            

            而下一步動作則是將這一發現用于不同的應用場景。例如,生產用于廢水處理和低成本水凈化的膜,這也是在響應支持聯合國可持續發展目標 “人人享有清潔水”的工作的一部分。

            

            鋼結構橋梁涂料

            

            因鋼結構橋梁具有結構輕巧、綜合機械性能好、建設效率高等優點,在越來越多的基建項目中得以采用,國內絕大多數的鋼橋全壽命都定為100年,隨之而來的鋼橋防腐也不得不受到重視。

            

            涂膜中含有石墨烯可以使鋅粉之間導電加強,使涂層中的鋅粉利用率達到。如當代重慶白沙沱長江大橋、福廈高鐵泉州灣跨海大橋、重慶紅巖村大橋、長宜高速擴容項目等都是運用上了石墨烯涂料。

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            智能紡織物

            

            近期,重慶諾獎二維材料研究院,榮譽院長康斯坦丁·諾沃肖諾夫教授發表了新的國際期刊,綜述了石墨烯/石墨烯衍生物及智能紡織物的最新研究進展,著重介紹了智能紡織物的個人熱管理和阻燃特性。

            

            基于石墨烯和石墨烯衍生物材料的智能紡織物,近年一直備受關注。而伴隨著合作研發領域的不斷創新,石墨烯基紡織物的前沿發展態勢良好,可見智能紡織物距離落實走進千家萬戶已不遠矣!

            

            智能衣物由于其先進的功能和性能,同時可為穿戴和使用它們的士兵提供更加優越的安全性,在軍事領域也變得越來越普遍。

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          圖片來源:Shutterstock/BONNINSTUDIO

            

            使用輕型的頭盔、防彈夾克、西服、靴子等人員防護設備,對于減輕士兵的后勤負擔,而不影響這種設備的防護至關重要。配備前后裝甲板的傳統中型防彈衣重約 14kg,而使用新型石墨烯輕質防彈衣及納米頭盔,士兵負重整體減重可超過 6kg!

            

            此外,其具備先進的絕緣性能、防彈保護、防水防腐蝕,甚至具有健康監測、GPS 定位、傳感和運動跟蹤功能。所有這些功能都有利于軍事行動。

            

            結論

            

            綜上所見,在建造、醫用、新能源、軍用等領域,石墨烯的應用價值已經嶄露頭角,石墨烯系列衍生產品體現出了顛覆性的優勢。而從市場應用發展來看,幾乎所有的高新技術,都是軍事應用先于商業應用。

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            經過這十幾年的發展,石墨烯在家裝建材等民用領域也正逐漸“火熱”了起來,成為全社會廣泛關注的“明星材料”,其巨大的產業發展前景吸引了全世界同行的目光,世界各地相關的研究進行得如火如荼。


            眾人拾柴火焰高,相信隨著研究的深入,有條件有實力的石墨烯研發企業必將走過泥濘,迎來坦途,跑出“加速度”!


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