石墨烯如何在海底打下140米桩基新研究揭示了细胞“吃”东西的发生原理日本移植iPS细胞培养的神经祖细胞以治疗脊髓损伤
第07版:科技创新·项目
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石墨烯
如何在海底打下140米桩基
新研究揭示了细胞“吃”东西的发生原理
日本移植iPS细胞培养的神经祖细胞以治疗脊髓损伤
     
 
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2022 年 01 月 20 日 星期 放大 缩小 默认  
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石墨烯

黄明

    插图 苏盼盼

  我们在日常生活中都会用到铅笔,但实际上铅笔中并不含有真正的铅,而是石墨。石墨具有和铅相似的特性,那就是它也能在纸上划出黑色的痕迹(摩擦产生石墨粉),所以它有个形象的称呼叫作“黑铅”,铅笔也因此得名。

  石墨烯的定义由德国科学家波姆在1962年创立,用于描述单层的石墨。石墨是一种典型的层状材料,如果将石墨比喻成一本书,那么石墨烯就是这本书中的一张纸,层层堆叠的石墨烯形成了一个整体的石墨结构。促使石墨烯层层堆叠的正是石墨烯片层间的一种神奇力量——范德华力(van der Waals’ force),这种力以荷兰物理学家范德华的名字命名,表达材料之间的微弱作用力。

  石墨烯就像一张带有六边形小孔的渔网,结构非常稳定,碳原子之间的结合力非常强,要拉伸这个网状结构就要克服碳原子间的引力,所以石墨烯特别抗拉伸抗冲击,是目前世界上已知的最薄、最硬的材料。它只有接近一个原子的厚度,也就是头发丝的20万分之一。当把约300万层石墨烯堆叠起来,也只有大概1毫米的厚度。事实上人们很早就发现了石墨,但直到2004年才在真正意义上报道了石墨烯的发现,这是因为早在70多年前的理论研究预测,再完美的二维结构晶体也无法在室温的环境中稳定存在。

  经过多年不断研发,人们逐渐认识到石墨烯所具备的独特价值。它不仅可以用作手机、电脑的透明屏幕和电池材料,也可以作为超轻飞机的结构材料,甚至可以成为坚韧的石墨烯防弹衣。近年来,石墨烯理疗、护肤以及高导热石墨烯散热片等多种石墨烯产品也逐渐面向大众推出。科学家对于石墨烯的研究从未止步。在材料科学的研究领域流传着这样一个说法:如果说20世纪是硅材料的世纪,那么石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元。

  经过多年努力,重庆市以石墨烯研究院为龙头、墨希科技等3家企业为核心、石墨烯研究院孵化项目为产业延伸的“1+3+X”发展模式初步形成。在科技成果转化中,以“一园(重庆石墨烯产业园)、一院(重庆石墨烯研究院)、一基金(重庆石墨烯产业发展基金)”为主线,以石墨烯产业园建设为核心,联合下游在渝相关企业、产业园打造的石墨烯新兴产业网已经形成。短短几年成为全国最大的石墨烯薄膜生产基地,新产品应用开发层出不穷。比如由石墨烯和聚氨酯制成的新产品,可广泛用于桥梁、隧道、护坡以及公共建筑外墙的个性化景观装饰。成渝地区双城经济圈建设,以及随之而来的中国西部(重庆)科学城,更是为石墨烯产业加快发展提供了契机。

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