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石墨烯的廣泛應(yīng)用

日期：2016-5-24 15:54:55 作者：流量：

石墨烯的廣泛應(yīng)用：

微電子：　微電子技術(shù)是高科技和信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，之所以發(fā)展得如此之快，除了技術(shù)本身對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大貢獻(xiàn)之外，還與它極強(qiáng)的滲透性有關(guān)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，使整機(jī)、電路與元件、器件之間的明確界限被突跛，器件問(wèn)題、電路問(wèn)題和整機(jī)系統(tǒng)問(wèn)題已經(jīng)結(jié)合在一起，體現(xiàn)在一小塊硅片上，這就形成了固體物理、器件工藝與電子學(xué)三者交叉的新技術(shù)學(xué)科一微電子學(xué)。但是隨著微電子學(xué)的發(fā)展，新的極限也顯現(xiàn)出來(lái)，石墨烯新材料為解決這個(gè)極限提供了可能性，并且石墨烯芯片已經(jīng)制造了出來(lái)，唯一需要突破的就是工業(yè)化，只要這個(gè)問(wèn)題得到解決就會(huì)迎來(lái)計(jì)算機(jī)新的技術(shù)革命。

電子導(dǎo)線：美國(guó)一聯(lián)合研究小組稱(chēng)，他們?cè)诶檬┲圃旒{米電路領(lǐng)域獲得了突破：設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)便、快速的納米電線制造方法，能夠調(diào)諧石墨烯的化學(xué)特征，使氧化石墨烯從絕緣物質(zhì)變成導(dǎo)電物質(zhì)。這被認(rèn)定為石墨烯電子學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在6月11日出版的《科學(xué)》雜志上。納米電路的員之所以對(duì)于石墨烯的研究頗具熱忱，是因?yàn)榕c硅相比，電子在石墨烯內(nèi)移動(dòng)時(shí)會(huì)受到更小的阻力，而硅晶體管的尺寸也已經(jīng)接近了相關(guān)物理定律研究人的極限。雖然石墨烯納米電子學(xué)可比硅基電子學(xué)速度更快且消耗更少的能量，但此前無(wú)人知曉如何制造可擴(kuò)展或可重復(fù)的石墨烯納米結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)電涂料：石墨烯的導(dǎo)電性和可分散性決定了石墨烯在導(dǎo)電涂料中的應(yīng)用，唯一需要的就是成本的突破，但是高端涂料的應(yīng)用值得期待。

傳熱：美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的一項(xiàng)研究顯示，一層排列成蜂窩狀的碳原子（即石墨烯）的導(dǎo)熱性能優(yōu)于碳納米管。普通碳納米管的導(dǎo)熱系數(shù)為3000～3500 W/m·K，金剛石為1000～2200 W/m·K，而本研究得到的一層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m·K。研究人員將常規(guī)的接觸式測(cè)試方法改進(jìn)為非接觸式，把石墨烯片層放置于刻有溝槽的襯底上（如上圖），利用拉曼光譜分析得出所需數(shù)據(jù)。該工作將石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到光電、光子和生物工程等的熱處理材料，相關(guān)研究工作發(fā)表在2月20日出版的《納米快報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版11上。

石油化工：

分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過(guò)氧橋鍵相連而形成分子篩分子尺寸大小（通常為0.3~2.0 nm）的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。分子篩吸濕能力極強(qiáng),用于氣體的純化處理,保存時(shí)應(yīng)避免直接暴露在空氣中。分子篩忌油和液態(tài)水。使用時(shí)應(yīng)盡量避免與油及液態(tài)水接觸。分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對(duì)密度為2～2.8，天然沸石有顏色，合成沸石為白色,不溶于水,熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積,達(dá)300～1000m2/g，內(nèi)晶表面高度極化，為一類(lèi)高效吸附劑，也是一類(lèi)固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強(qiáng)度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進(jìn)行交換時(shí)，可調(diào)整孔徑，改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì)，從而制得不同性能的分子篩催化劑。

催化劑：在化工生產(chǎn)、科學(xué)家實(shí)驗(yàn)和生命活動(dòng)中，催化劑都大顯身手。例如，硫酸生產(chǎn)中要用五氧化二釩作催化劑。由氮?dú)飧鷼錃夂铣砂睔�，要用以鐵為主的多分組催化劑，提高反應(yīng)速率。在煉油廠，催化劑更是少不了，選用不同的催化劑，就可以得到不同品質(zhì)的汽油、煤油。汽車(chē)尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳和氮?dú)狻Ｃ甘侵参铩?dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì)，生物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行，釀造業(yè)、制藥業(yè)等都要用催化劑催作。

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