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智能手机7秒钟充满电?这需要借助“奇迹材料”石墨烯

作者:腾讯科技 来源:腾讯科技 公众号
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03-15

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腾讯科技讯 3月15日消息,据外媒报道,石墨烯(Graphene)因其独有的特性而被称为“奇迹材料”,它在现实世界中有五大潜在用途,包括7秒内让智能手机充满电。


石墨烯的强度是钢的200倍,但比纸张更轻,通常被称为“奇迹材料”。但是这种物质到底能做什么呢?


被称为“奇迹材料”的石墨烯


幸运的是,上个月在巴塞罗那举行的世界移动大会(MWC)上,石墨烯有机会成为焦点。在会议中心入口处有个石墨烯展馆(Graphene Pavilion),那里展出了25个不同的石墨烯研究项目,其中包括机器人和可穿戴设备。


在接下来的几年里,石墨烯的许多应用将会商业化,我们将开始看到石墨烯在手机、可穿戴设备和其他技术中使用。


石墨烯是一层薄薄的纯碳原子,在蜂窝结构中紧密排列。它不是人造物质,而是从石墨中提炼出来的。直到2004年,科学家们才成功发现提炼方法。这种2D物质具有许多不同寻常和令人惊叹的特性,包括超薄、超强以及充满韧性。


这种石墨烯鞋垫非常薄,穿鞋的人没有任何感觉


欧洲是首先提炼出石墨烯的地方,因此它的潜力使欧盟确信:它是欧盟最大研究计划的基础。在石墨烯展馆展示的10亿欧元的石墨烯旗舰(Graphene Flagship)项目,致力于寻找将这种材料推向市场的方法。


下面,让我们具体看下石墨烯的未来用途:


智能手机


在今年的世界移动大会上,石墨烯展馆被放在不显眼的地方。但在未来几年,它可能会成为智能手机技术戏剧性升级的动力。石墨烯具有足够的韧性,可以天线或触屏的形式被整合到可弯曲手机中。


此外,石墨烯还具有提高电池性能的巨大潜力,电池续航时间太短已经成为人们对智能手机最大的怨怒之一。


石墨烯可以被内置到电池中,以提高储能和长期性能,它也能加速能量源和电池之间的能量传输。石墨烯可充当充电的“高速公路”,允许能量快速通过,研究人员认为它能在7秒内给手机充满电。


那么,这种看似神奇的技术需要多长时间才能出现呢?10年?石墨烯旗舰项目的创新主管卡里·赫杰尔特(Kari Hjelt)表示,最短只需要两年时间。


赫杰尔特说:“石墨烯依然属于新兴材料,所以我们对于在短短14年里对其研究取得多少进展感到惊叹。石墨烯的作用在于,它在许多领域都能发挥作用,而且以奇妙的方式进行,所以我们为它选择了欧洲最有前景的商业领域。”


手机是石墨烯最明显的用例之一,5G网络技术则是另一个,爱立信已经在其5G演示中使用了石墨烯。但手机绝不是石墨烯唯一能产生影响的领域。


机器人


石墨烯也可以用于生物医学领域,包括改善人造肢体。通过将基于石墨烯的神经传感器嵌入四肢,人就能感觉到肌肉的收缩,并对其行为做出反应。这有助于他们控制机械手臂的运动和力量。



近年来,假肢研发已经取得了长足进步,但它们可能变得更轻,反应更灵敏

除了重量更轻和非侵入性外,石墨烯还能快速地对压力做出反应,确保自然运动和穿戴者进行控制。石墨烯可以使未来的假肢比以往任何时候都更加舒适和灵敏。


食品标识


由于石墨烯几乎可以吸收所有波长的光线,因此它可以通过同样的图像传感器探测到紫外线、可见光和红外线。


广谱石墨烯光学相机可以看到肉眼看不到的细节,在演示中,我们看到它可以区分三种不同类型的牛奶——大米、乳制品和杏仁,虽然它们看起来都一样。


石墨烯可以改善食品安全


将来,食物过敏者可以用他们的手机摄像头来判断食物是否安全。


可穿戴技术


石墨烯有很强的韧性,使其成为可穿戴技术的理想选择。西班牙光子科学研究所的研究人员已经将石墨烯集成到像创可贴那样、可附着在皮肤上的紫外线贴片上。隐藏在内部的石墨烯层高度敏感,可以通过皮肤测量心率和血氧,也可以测量紫外线强度,提供可以监测你健康的微型化系统。


石墨烯可以嵌入在贴片的紫外线传感器中


此外,石墨烯也可以被添加到智能鞋中,以获得包括传感、冷却和增加强度在内的好处。剑桥大学开发的石墨烯鞋底可以监测足部运动的压力分布和运动表现。


新触控界面


石墨烯层很薄,肉眼几乎看不见。在石墨烯展馆,我们看到它被放置在看似透明的屏幕上,可通过触摸来控制玩具汽车。这只是利用不同材料构建未来触控界面的尝试之一,如玻璃或织物。


石墨烯可以帮助构建新的触控界面


欧盟专员安德鲁斯·安西普(Andrus Ansip)参观完展馆后在博客文章中写道:“这种材料的可能性似乎无穷无尽,我对它们的实用性和应用潜力感到特别惊讶。” (编译/金鹿)


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