雖然只是薄薄一片，但石墨烯卻有這六大神奇用途

石墨烯是目前在科技界最為流行的一種高性能材料，單層原子的厚度和各種優良性能，使它在各行各業都具有極高的應用潛力。從改進海水淡化過濾設備到快速充電電池，再到發明下一代 LED 的燈泡、改進太陽能電池。但是我們相信石墨烯的潛力遠不止這些，下面帶大家盤點下石墨烯目前已經改變的六種技術。
淨化海水





在全球範圍內，將海水變成普通飲用水的研究始終都不曾停止。洛克希德·馬丁公司發現使用石墨烯做為過濾器能減少過濾海水的能源消耗，這種薄膜的厚度是同類產品的五百分之一，但是強度卻達到了同類產品的 1000 倍。他們將這個過濾器稱為「Perforene」，這個過濾器原本的設計目的是為了清理漏油，但是研究人員最近發現這個過濾器也可以用在海水淨化上。
因為過濾器中的濾膜很薄孔很小，只有水分子能通過，而相對比較大的鹽離子就無法通過了，而這個過程的能源消耗比普通的海水淨化過程要少 20%，更加適合用電淨水的地區。當然洛克希德·馬丁公司還面臨着生產上的挑戰，如何在工業上處理這個極薄的濾膜還是個難題。

超快速充電





現在人們使用的各種充電電池，每次用完之後都要花很久的時間來充電。不久前，澳大利亞斯威本大學的研究人員利用石墨烯電容器發明了一種電池，新電池由 3D 打印製作的石墨烯片組成，多層石墨烯在一起組成了這種大容量電池。該電池循環使用的時候不會有明顯的性能損失，更重要的是，這種電池可以在幾秒鐘之內充滿。
新電池可以直接替換智能手機、平板、電動汽車裏面的鋰電池。石墨烯的出現給電池一個新的方向，對比傳統電池，其使用壽命和對環境的的污染方面也完全擊敗了傳統電池。由於石墨烯的製備工藝比較複雜，研究者用 3D 打印製作的石墨烯價格要低一些，降低了電池的成本，使之具有更高的應用前景。

雨中太陽能發電





雲南師範大學和中國海洋大學的研究人員用石墨烯開發了一種新型太陽能電池板，可以實現在雨中發電。為了產生電壓，研究人員在太陽能電池表面覆蓋了原子厚度的石墨烯，由於雨水並不是純淨的「水」，其中含有各種鹽類，石墨烯中的電子在與雨水接觸的時候，會吸引雨水中的離子，從而產生電壓。這樣就可以讓太陽能電池板在雨中發電了。
雖然現在這個太陽能電池的光電轉化效率只有 6.5%，和目前太陽能電池的 22% 光電轉化效率有一定差距。但是經過改進後，會適用更多的環境。

超高效率的燈泡





曼徹斯特大學稱自己是石墨烯的故鄉，因為在 2004 年，研究人員第一次在曼徹斯特大學發現了石墨烯。而在 2015 年，這個大學的一個研究石墨烯的團隊發明了一種使用石墨烯覆蓋可調光的 LED 燈泡，這個燈泡在 LED 表面塗上了一層石墨烯，增加了燈泡的導電能力，同時使燈泡的能耗和壽命都有延長。
這個燈泡比目前的 LED 燈泡能源消耗要低 10% 以上。這個更耐用，更省電的 LED 燈泡不久之後就在英國開始售賣了。這是石墨烯商品中，早期成功商業化的產品之一。

世界上最輕的材料





科學家一直致力於開發出更輕的材料。在 2011 年以前，最輕材料的記錄一直是每立方厘米 0.9 毫克，在同年，這個記錄從 0.9 改成了 0.18。而在在 2013 年，中國的研究團隊設計了海綿狀的石墨烯氣凝膠，以 0.16 的成績摘得了世界最輕材料的桂冠。他們使用乾冰和氧化石墨烯做出了石墨烯氣凝膠，做出的氣凝膠密度極低，每立方厘米只有 0.16 毫克。這種用碳做成的海綿，非常的柔軟同時還具有極好的吸附能力。
該研究團隊説，這個海綿可以吸收自身重量 900 倍的物質，在將來很可能用這種海綿來清理油污。更重要的是，由於這個石墨烯氣凝膠不同於其他的氣凝膠，具有一定的彈性。這樣，無論是油還是海綿都可以回收利用。這就成為了一個可以循環的解決方案。

比鋼鐵強度高 10 倍





紙是一個公認的強度不高的物品。幾滴水就讓這張紙的強度消失。五年前，悉尼科技大學使用石墨烯開發出來一種石墨烯紙，它的強度是金屬的 10 倍以上，重量和密度是鋼鐵的六分之一，是一種很耐用的納米紙。這種紙是由石墨烯壓制而成的紙張，但是壓制的出來的完全是一張柔性的紙張。用完之後可以 100% 回收，它的導電性、耐用和超薄的特點讓它在很多行業中都有非常好的前景。
目前該大學的研究人員正在與波音公司合作，研發創新這種材料，由於這種石墨烯紙目前表現出的良好性能，未來很有可能成為碳纖維等其他碳基材料的替代品。

（圖片來自各大學、組織的官網和宣傳冊）


資料來源：TECH2IPO