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石墨烯的潛在應用和前景

最近發現的碳石墨——鉛筆芯的材料——已經被證明具有完全意想不到的性質,這將徹底改變綠色能源和電動汽車的發展。研究人員發現,石墨烯允許帶正電荷的氫原子或質子通過它,盡管它對所有其他氣體,包括氫本身都是完全不滲透的。科學家們說,這一發現的意義是巨大的,因為它可以極大地提高燃料電池的效率,而燃料電池直接從氫中發電。這一突破提高了從空氣中提取氫燃料的前景,并將其作為燃料電池中的無碳能源,以產生電力和水,而不產生破壞性的廢物。在大氣中有一定量的氫,而這個氫會在一個熱源的另一端(石墨烯)上。然后你可以利用這個氫收集的儲層在同樣的燃料電池中燃燒它并發電,”曼徹斯特大學的安德烈蓋姆教授說。自從10年前發現石墨烯以來,石墨烯就震驚了科學家們。它是已知的最薄的材料,比人的頭發薄100萬倍,比鋼還強200倍,同時也是世界上最好的電導體。 直到現在,對質子的滲透還沒有被認為是一種可行的可能性,但是由安德烈爵士領導的一個國際科學家小組已經證明,單原子的晶體就像一個化學過濾器一樣。他的研究成果是2010年的諾貝爾獎。它允許質子的自由通過,但對其他原子和分子形成不可穿透的屏障。 ”有三個或四個科學論文之前如何簡單或困難的理論預測是一個質子通過石墨烯,這些計算數字把數十億數十億年的質子通過相同的膜,”安德烈先生說。 “ 它是如此密集的一個電子領域,它只是不讓任何東西通過。但這只是一個數字的問題,僅此而已。這使得數十億年的時間和合理的滲透時間有所不同。沒有魔法,”他說。

石墨烯:潛在的使用石墨烯是堅硬的,大約比鋼強200倍,但卻非常輕。它被認為是第一個二維材料,因為它形成了只有一個原子厚度的晶體薄片。它也是一種優秀的電力導體,因此對任何涉及電子產品的東西都很有用,比如可彎曲的手機和照相機,以及附著在衣服上的可穿戴電子設備。醫學應用包括它可能用作將藥物運送到身體內受損部位的材料,這可能為治療患有帕金森病或癌癥等腦部疾病的病人開辟新的途徑。石墨烯也被作為一種新材料開發,用于分離液體的膜。它可以用來凈化發展中國家的水,或者建立更高效的海水淡化廠。科學家們還認為,石墨烯的高強度和低重量可以利用在為運輸工業制造新的復合材料和聚合物上,從而使旅行更安全、更省油。現在看來,石墨烯也可以用來產生新的形式,利用氫燃料電池產生清潔電能,甚至可以作為一種從空氣中獲取氫燃料的技術。

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