中国储能网讯:铅笔,谁都用过。小时候,学写字,胖乎乎的手握着铅笔,在作业本上留下一个个歪歪扭扭的汉字。铅笔笔芯的主要成分是石墨。我们能用铅笔写出字来,就是因为石墨层间作用力弱,容易剥离下单层石墨片。所以,我们在作业本上每划一笔,就是剥离了一层或者几层石墨片。
这样的剥离存在一个很小的极限,那就是单层的剥离。也就是,形成厚度只有一个碳原子的单层石墨,这种单层石墨就是石墨烯。
近日,由石墨烯制成的“微型超级电容器”消息一出,石墨烯概念股再次得到市场追捧。
不得了的石墨烯
想象一下,有那么一张网,每一个网格都是一个完美的六边形,每个网格的绳结都是一个碳原子。这张网没有厚度,只有长和宽。
这就是石墨烯的形态。
它是地球上已发现的最薄材料,一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度,所以用肉眼是看不见石墨烯的。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
它也是最强韧的纳米材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,可以承受一只猫的重量,而吊床本身重量不足1毫克,只相当于猫的一根胡须。
石墨烯是电阻率最小的材料,导电性是铜的一百万倍,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。
矛盾的石墨烯
石墨烯也是个矛盾的东西。
石墨烯薄膜坚固易脆,但弹性极好,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
它这么薄,薄到近乎透明,垂直入射的可见光只有很小一部分(2.3%)会被石墨烯吸收,而绝大部分的光都会透过去;它却又非常致密,即使是氦原子,最小的气体原子,也无法穿透。
它甚至违背“热胀冷缩”原理,随着温度升高而缩小。
太抽象了,还是说说到底能用石墨烯来做些什么吧。
“超级电池”,家里可制
现在的都市里,很多人患上了“手机低电量恐惧症”。
具体病症就是,手机电池发出电量过低的警告,就慌张地到处寻找插座,只有找到插座接上电源,手机电池显示出正在充电的状态,才会安心。这都是电池惹的祸。智能手机功能越来越多,人们也就越来越依赖手机,只是手机的锂电池,储电能力和充放电效率跟不上了。
美国加州大学洛杉矶分校化学、生物化学教授理查德·卡勒和他的学生马希尔·艾卡迪可能会改变这样的局面。
卡勒教授是加州纳米系统研究机构的成员,他和马希尔利用石墨烯为原材料,发明了一种名为微型石墨烯超级电容器的装置。这种装置的充放电速度,比现在常用的锂电池快100倍到1000倍,几分钟就能完成智能手机的充电。