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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，器件問題、電路問題和整機(jī)系統(tǒng)問題已經(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，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，唯一需要突破的就是工業(yè)化，只要這個(gè)問題得到解決就會(huì)迎來計(jì)算機(jī)新的技術(shù)革命。

電子導(dǎo)線：美國一聯(lián)合研究小組稱，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，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，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)飧鷼錃夂铣砂睔猓靡澡F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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