石墨烯作为一种二维晶体,由碳原子按照六边形进行排布,相互连接,形成一个碳分子,结构十分稳定;随着所连接的碳原子数量不断增加,这个二维的碳分子平面不断扩大,分子也不断变大。单层石墨烯厚度是一个碳原子的厚度,即0.335纳米。石墨烯是已知的Z薄的一种材料,而且具有极高的比表面积、chao强的导电性和强度等优点。
目前,石墨烯在不断被研发及应用,有望被应用在触摸屏、电池、传感器、晶体管等各种领域。也就是说,石墨烯是一种能够改变手机等数码产品未来形态的技术,主要体现在下面5个方面:
1、柔软且坚不可摧的触摸屏
由于石墨烯柔韧、透明而且可以导电的特性,相比传统玻璃,它更适合作为屏幕面板。也就是说,柔性屏幕的发展可能会因为石墨烯技术而取得突破。目前,真正商用的柔性屏幕仍无法实现任意弯曲且不会损坏,预计不久后此领域会取得突破,应用在手机、可穿戴设备领域。
2、充电速度更快的柔性电池
石墨烯也能够应用在电池领域,解决目前电池技术的瓶颈。可以想象,一颗能够随意弯曲的电池,不仅更加安全,还可以在20秒内完成充电,完全是柔性屏幕手机的福音。除此之外,石墨烯电池也能够实现更大的容量。未来的手机不仅会轻薄,电池电量还将达15000mAh、并且在几分钟内就可以充满。
3、更好的镜头传感器
目前数码摄像头的传感器材质基本上都是CMOS(互补金属氧化物半导体),尺寸方面已经很难缩小,所以全画幅单反的体积依然惊人。但如果使用石墨烯,不仅可以将其变得更加小巧、还将具有更高的光线敏感性及更少的功耗。目前研制出的石墨烯传感器,已经拥有相当于CMOS 1000倍的光线敏感性、并减少10倍的功耗,这意味着未来数码相机也许不会再出现噪点、并且可以在保持大画幅的同时减少机身尺寸。
4、石墨烯晶体管
石墨烯还有可以被应用在晶体管上,对半导体行业的影响将是巨大的。简单来说,它能够让CPU、GPU更加省电,拥有更好的散热性,集成度也会更好,从而实现更广泛的性能提升。英国科学家采用标准的晶体管工艺,除了已开发出了10纳米级可实际运行的石墨烯晶体管外,尚未公布的Z新研究成果还有,长宽均为1个分子的更小的石墨烯晶体管。该石墨烯晶体管实际上是由单原子组成的晶体管。
5. 更快的网络
相关研究人员表示,由于石墨烯的光学响应率非常高,所以可以作为光纤传导介质,将目前的互联网速度提升100倍。相信随着研究的不断深入,石墨烯会更多被应用在电信基础设施领域。
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