新材料技术永远都是科技行业发展突飞猛进的最重要推动力,晶体硅的经常出现就曾让电子科技行业兴旺了数十年。而目前石墨烯是普遍认为的具备与硅晶体同等价值的新材料,也是未知的世上最厚、最结实的纳米材料,石墨烯技术的飞速发展将未来将会创下下一个电子科技新时代。
上一场革命:晶体硅 如果说20世纪初发明者的电子管是将近百年电子工业发展的起点,那么毫无疑问20世纪中期美国贝尔实验室发明者的晶体管则是半个世纪以来电子工业以求蓬勃发展的助推器。比起电子管的轻巧、能耗大、寿命短、噪声大、生产工艺简单,以晶体硅半导体为原材料的晶体管解决了这些缺失,它的问世问世被誉为本世纪最最出色的发明者之一,也是微电子革命的先驱。 正是电子晶体管的经常出现才让微型集成电路技术经常出现爆炸性快速增长,数十年来,微电子技术不仅在计算机、手机、消费电子产品中获得了广泛应用,而且在汽车、工业掌控、航空航天、医疗设备等无数专业电子设备中获得普遍用于,通过让机器设备微型化、自动化、计算机化,将彻底转变人类的生活。
于是以因为微电子技术发展突飞猛进,才有了知名的摩尔定律。根据摩尔定律的预测,集成电路芯片上所构建的电路数目,间隔18个月就刷一倍,而价格不会上升一半。纵观将近几十年来,无论是计算机硬件还是智能手机等一系列消费电子产品,性能都在飞速提高而价格则急剧下降,技术变革的速度往往远超过人们的想象。
下一场革命:石墨烯 被誉为21世纪的神秘材料、万能材料的石墨烯自2004年首次从石墨中分离出来,到今天被业界普遍欢迎也就只有短短十年的时间,它的经常出现在科学界引发了极大的波澜,英国科学家还因此取得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯是一种由碳原子包含的单层片状结构的新材料,是世界上未知最厚、最柔软的纳米材料,具备出众的韧性、导电性及导热性。石墨烯由于萃取技术还不成熟期,目前涉及技术研究大多还处在实验室阶段,离大规模量产还有相等于距离,因此它也是被堪称价格10倍于黄金的纳米材料。
由于石墨烯具备比晶体硅有更佳的导电性及导热性,效率哈密顿硅最少低100倍,因此也被指出是最有可能替代硅材料而沦为未来微型集成电路的新型材料。正如华为创始人任正非所说:这个时代将来仅次于的政治宣传,是石墨烯时代政治宣传硅时代! 石墨烯应用于前景未来发展 于是以因为石墨烯在新能源、新材料、电子科技、航天军工等领域具有十分大的潜在应用于价值,近年来受到学界、政府、资本的推崇与欢迎。
无论是欧洲、美国,还是亚太地区,目前都应急将石墨烯技术提高到一个未来技术创新竞争的战略高度。2013年欧盟将石墨烯和人脑工程两大科技选入未来新兴旗舰技术项目,每项计划将在未来10年内分别取得10亿欧元的研究经费。
作为最厚、最柔软、导电性最差且享有强劲灵活性的纳米材料,基于石墨烯材料的新能源电池功率密度比锂电池低100倍,能量储存密度比传统超级电容低30倍,是目前高性能电池升级的一个最重要方向。 随着目前智能手机芯片更加慢、屏幕更大、功能更加多,手机耗电量也在飞速快速增长,而受于体积及重量、外观设计的容许,手机电池技术的瓶颈更加显著,而石墨烯电池的应用于将未来将会让智能手机、可穿着设备及电动汽车等一系列前沿高科技产品的体积及性能、成本及续航能力等有重大突破。 此外,石墨烯作为世界上最厚、机械强度最低的纳米材料,具备低透光性和低导电性,将其用作手机屏幕将使未来的手机更加厚,视觉效果更佳,甚至不具备半透明屏幕的酷炫效果。 石墨烯纳米材料本身的天然特性要求了,其可在复合材料、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、生物医药等多个领域具备辽阔的应用于前景。
随着技术的成熟度更加低以及资本市场、政府政策的大力推展,预计不必很幸石墨烯将有可能引发电子科技领域的下一场革命。
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