电子科技领域下一场革命:石墨烯|S10竞猜

本文摘要:新材料技术一直是科技行业发展突飞猛进的最重要推动力,结晶硅的出现使电子科技行业繁荣过几十年。

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新材料技术一直是科技行业发展突飞猛进的最重要推动力,结晶硅的出现使电子科技行业繁荣过几十年。现在石墨烯是与一般认为的硅晶体具有同等价值的新材料,也是未知世界上最厚、最结实的纳米材料,石墨烯技术的迅速发展将为未来创造下一个电子科学技术的新时代。

上一次革命:如果说晶体硅是20世纪初发明者电子管近100年来电子工业发展的起点,那么毫无疑问20世纪中期美国贝尔研究所发明者的晶体管是半个世纪以来电子工业寻求繁荣的助推器。电子管的轻量、能耗大、寿命短、噪声大、生产技术简单,以结晶硅半导体为原材料的晶体管解决了这些缺陷,其诞生是本世纪最优秀的发明者之一,是微电子革命的先驱正因为电子晶体管的出现,微电子技术才迅速增长,几十年来,微电子技术不仅广泛应用于计算机、手机、消费电子产品,而且汽车、工业管理、航空航天、医疗设备等无数专业电子所以,随着微电子技术的飞跃发展,有名的摩尔定律应运而生。根据摩尔定律的预测,集成电路芯片上构建的电路数量每隔18个月增加一倍,价格不会上涨一半。近几十年来,即使是计算机硬件和智能手机等一系列家电产品,性能也迅速提高,但价格急剧下降,技术变革的速度往往远远超出人们的想象。

下一场革命:石墨烯是21世纪的神秘材料,被称为万能材料的石墨烯于2004年首次从石墨中分离出来。直到今天业界普遍欢迎的只有十年,它经常出现在科学界引起巨大的波澜,英国科学家获得了2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是碳原子中含有的单层片结构的新材料,是世界上最厚最软的纳米材料,具有卓越的韧性、导电性和热传导性。石墨烯由于提取技术还没有到成熟期,目前相关技术研究大多还处于实验室阶段,离大规模量产还有距离,因此也是黄金价格10倍的纳米材料。石墨烯具有比结晶硅更好的导电性和热传导性,高效的汉密尔顿硅最低低100倍,因此被指出是将来成为微集成电路的可能性最大的新材料,而不是硅材料。正如华为创始人任正非所说,仅次于这个时代未来的政治宣传是石墨烯时代的政治宣传硅时代! 石墨烯的应用应用于未来的发展前景,石墨烯在新能源、新材料、电子科技、宇宙军工等领域具有非常大的潜在应用价值,因此近年来受到学术界、政府、资本的尊重和欢迎。

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在欧洲、美国和亚太地区,现在石墨烯技术都紧急提高到未来技术创新竞争的战略高度。2013年欧盟将石墨烯和人脑工程两项科学技术选为未来的新兴旗舰技术项目,各计划将在今后10年内分别获得10亿欧元的研究经费。

作为最厚、最软、导电性最差、享受强柔软性的纳米材料,基于石墨烯材料的新能源电池的功率密度比锂电池低100倍,能量储存密度比以往的超级电容器低30倍,现在的智能手机芯片更慢,画面更大,功能更多,手机功耗也在迅速增加。受到体积和重量、外观设计的允许,手机电池技术的瓶颈更明显。石墨烯电池的应用将来会大幅突破智能手机、可佩戴设备和电动汽车等先进高科技产品的体积和性能、成本和续航能力等。

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另外,石墨烯作为世界上最厚、机械强度最低的纳米材料,具有低透光性和低导电性,将其用作手机屏幕,使将来的手机更厚,视觉效果更好,不具有半透明屏幕的凉爽效果。石墨烯纳米材料本身的天然特性要求在复合材料、触摸面板、电子器件、蓄电池、显示器、传感器、半导体、航天、军需、生物医药等多个领域具有广泛的应用前景。

技术成熟度更低,随着资本市场、政府政策的大力开展,石墨烯可能会引起电子科技领域的下一次革命,预计没有必要感到幸运。

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