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2D 材料使用的革命——石墨烯

发布日期:2018-12-12 | 来源:南京明善新材料科技有限公司
  
石墨烯科学家桂林"论剑",诺贝尔获奖者康斯坦丁•诺沃肖洛夫、中国科学院院士、国内外石墨烯研究顶尖专家等数十人,出席2018石墨烯研究最新进展国际会议,共同探讨石墨烯研究的新进展,他们认为"材料之王"石墨烯又将创造新奇迹,不断刷新人们对科技改变生活的认识。

诺沃肖洛夫:2D材料必将改变世界

英国科学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授,曾因成功剥离出石墨烯而获得2010年诺贝尔物理奖,他在大会上以详细的数据介绍了2D晶体更具优异的性能。他说,现在世界上还是存在着很多2D的材料,等待着我们去研究和发现,我们可以进一步的扩展可用的二维材料的范围,并且通过范德华力的异质结构,确实可以让我们能够把各种不同的晶体结合到一起,产生新的二维材料,而且可以帮助我们实现我们想要的功能。他表示,未来包括石墨烯在内的2D新材料的应用必将改变我们的世界。

康斯坦丁·诺沃肖洛夫在接受采访时认为,石墨烯在将来的应用非常广泛,特别是在器件方面的应用上。在目前取得的研究进展中,有一些取得非常好的效果,希望将来能得到应用。但目前石墨烯仍然只是一个"超级婴儿",远未成长起来,康斯坦丁教授曾对全球石墨烯生产企业做过抽查,没有一家企业的石墨烯产品的sp2杂化超过60%,石墨烯的研究道路依然漫长。

郭万林:"水伏"发电前景诱人

现在地球面临着缺少淡水的问题,还有全球变暖的问题。实际上变暖的水是充满能量的。一个地方的水含有的能量平均可以高达1200焦耳,这意味着一个房间里面,两立方米的空气就能够包含着一个巨大的能量。中国科学院院士、南京航空航天大学郭万林教授正是发展了这个能量,于是他的研究团队试着将水进行蒸发,然后发现在这个过程当中可以持续的发电,还可以达到一个比较高的电流强度。对此他首次提出"水伏"的概念,这是一个与"光伏"相对应的概念。他说,在纳米结构的碳材料表面进行水蒸发,在常温条件下,可产生1伏特的可持续电压。

郭万林院士的研究表明,把石墨烯放在手机屏幕上,水滴在上面一滚,就能生电,水滴滚得越快,发的电就越大,2平方厘米这么一个微米级的薄膜上,会发1伏的电,只要水不干,蒸发产生着,就能一直持续着发电,把这个电进行叠加,发几伏、10伏都没有问题。郭万林原始的团队在石英片上制备厘米尺寸的炭黑膜,进行亲水处理后,半浸入盛水烧杯中,常温常压条件下水自然蒸发,炭黑膜的两端就产生约1V的电压并能长时间地保持。实验中,将4个水蒸发发电装置串联起来,竟点亮了液晶显示屏。他对此表示,可能在接下来的几年中,大家可以用这个技术给自己的手机充电或是用来发电了。

陈军:努力让电动车安全"起飞"

能源已成为人类在21世纪十大难题之首,开发清洁能源成为世界共识,而新能源光电转化与储能科技在实现能源清洁高效利用和社会发展中起重要作用。对此,中国科学院院士、南开大学化学学院院长陈军,在大会上分享了合成的无机/有机和石墨烯复合材料在可充电锂/钠电池中表现出的良好电化学性能的研究最新进展成果。他说,石墨烯有很好的导电性,这一点可以解决电池普遍存在的导电性差、需要添加很多导电材料等问题,从而提升电池里电极材料的导电性,获得好的能量。另外,石墨烯作为一种电极中的活性物质,可以参加电极的电化学反应,特别是其体积密度较低的优势,可以有效提升电池的比能量。

他指出,目前新能源汽车已经上升为国家战略,受大众的关注,但在其研究领域上还有一些难点有待解决,比如续航里程、快速充电、生产成本以及使用安全等问题。虽然大家都很期待科学家能研究生产出一次充电就能跑300~500公里,还能快充快放,得到安全使用的电动汽车,但如何增强电池的导电性一直是科学研究上的难点。他表示,用"麻雀虽小五脏俱全"来形容电池是再合适不过的了,而石墨烯是一个很好的导电材料,今后他们研究团队将会更加注重能源化学的应用研究,让石墨烯在能源化学这片广阔的天地里大有作为。他相信,未来的电动汽车续航里程会不断增加,使用更加安全,电动汽车逐渐走向智能化,甚至研究生产出无人驾驶电动车、"会飞"的电动车等很多高科技新能源汽车。

 

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