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(yōu)良性能，使它在各行各業(yè)都具有極高的應(yīng)用潛力。從改進(jìn)海水淡化過(guò)濾設(shè)備到快速充電電池，再到發(fā)明下一代LED的燈泡、改進(jìn)太陽(yáng)能電池。但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(yōu)良性能，使它在各行各業(yè)都具有極高的應(yīng)用潛力。從改進(jìn)海水淡化過(guò)濾設(shè)備到快速充電電池，再到發(fā)明下一代LED的燈泡、改進(jìn)太陽(yáng)能電池。但是我們相信石墨烯的潛力遠(yuǎn)不止這些，下面帶大家盤點(diǎn)下石墨烯目前已經(jīng)改變的六種技術(shù)。

　　凈化海水

　　在全球范圍內(nèi)，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(fā)現(xiàn)使用石墨烯做為過(guò)濾器能減少過(guò)濾海水的能源消耗，這種薄膜的厚度是同類產(chǎn)品的五百分之一，但是強(qiáng)度卻達(dá)到了同類產(chǎn)品的1000倍。他們將這個(gè)過(guò)濾器稱為「Perforene」，這個(gè)過(guò)濾器原本的設(shè)計(jì)目的是為了清理漏油，但是研究人員最近發(fā)現(xiàn)這個(gè)過(guò)濾器也可以用在海水凈化上。

　　因?yàn)檫^(guò)濾器中的濾膜很薄孔很小，只有水分子能通過(guò)，而相對(duì)比較大的鹽離子就無(wú)法通過(guò)了，而這個(gè)過(guò)程的能源消耗比普通的海水凈化過(guò)程要少20%，更加適合用電凈水的地區(qū)。當(dāng)然洛克希德·馬丁公司還面臨著生產(chǎn)上的挑戰(zhàn)，如何在工業(yè)上處理這個(gè)極薄的濾膜還是個(gè)難題。

　　超快速充電

　　現(xiàn)在人們使用的各種充電電池，每次用完之后都要花很久的時(shí)間來(lái)充電。不久前，澳大利亞斯威本大學(xué)的研究人員利用石墨烯電容器發(fā)明了一種電池，新電池由3D打印制作的石墨烯片組成，多層石墨烯在一起組成了這種大容量電池。該電池循環(huán)使用的時(shí)候不會(huì)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(nèi)充滿。

　　新電池可以直接替換智能手機(jī)、平板、電動(dòng)汽車?yán)锩娴?a href="http://www.clant.cn" style="color:#a98326">鋰電池。石墨烯的出現(xiàn)給電池一個(gè)新的方向，對(duì)比傳統(tǒng)電池，其使用壽命和對(duì)環(huán)境的的污染方面也完全擊敗了傳統(tǒng)電池。由于石墨烯的制備工藝比較復(fù)雜，研究者用3D打印制作的石墨烯價(jià)格要低一些，降低了電池的成本，使之具有更高的應(yīng)用前景。

　　雨中太陽(yáng)能發(fā)電

　　云南師范大學(xué)和中國(guó)海洋大學(xué)的研究人員用石墨烯開(kāi)發(fā)了一種新型太陽(yáng)能電池板，可以實(shí)現(xiàn)在雨中發(fā)電。為了產(chǎn)生電壓，研究人員在太陽(yáng)能電池表面覆蓋了原子厚度的石墨烯，由于雨水并不是純凈的「水」，其中含有各種鹽類，石墨烯中的電子在與雨水接觸的時(shí)候，會(huì)吸引雨水中的離子，從而產(chǎn)生電壓。這樣就可以讓太陽(yáng)能電池板在雨中發(fā)電了。

　　雖然現(xiàn)在這個(gè)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率只有6.5%，和目前太陽(yáng)能電池的22%光電轉(zhuǎn)化效率有一定差距。但是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，會(huì)適用更多的環(huán)境。

　　超高效率的燈泡

　　曼徹斯特大學(xué)稱自己是石墨烯的故鄉(xiāng)，因?yàn)樵?004年，研究人員第一次在曼徹斯特大學(xué)發(fā)現(xiàn)了石墨烯。而在2015年，這個(gè)大學(xué)的一個(gè)研究石墨烯的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種使用石墨烯覆蓋可調(diào)光的LED燈泡，這個(gè)燈泡在LED表面涂上了一層石墨烯，增加了燈泡的導(dǎo)電能力，同時(shí)使燈泡的能耗和壽命都有延長(zhǎng)。

　　這個(gè)燈泡比目前的LED燈泡能源消耗要低10%以上。這個(gè)更耐用，更省電的LED燈泡不久之后就在英國(guó)開(kāi)始售賣了。這是石墨烯商品中，早期成功商業(yè)化的產(chǎn)品之一。

　　世界上最輕的材料

　　科學(xué)家一直致力于開(kāi)發(fā)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(gè)記錄從0.9改成了0.18。而在在2013年，中國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了海綿狀的石墨烯氣凝膠，以0.16的成績(jī)摘得了世界最輕材料的桂冠。他們使用干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(shí)還具有極好的吸附能力。

　　該研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這個(gè)海綿可以吸收自身重量900倍的物質(zhì)，在將來(lái)很可能用這種海綿來(lái)清理油污。更重要的是，由于這個(gè)石墨烯氣凝膠不同于其他的氣凝膠，具有一定的彈性。這樣，無(wú)論是油還是海綿都可以回收利用。這就成為了一個(gè)可以循環(huán)的解決方案。

　　比鋼鐵強(qiáng)度高10倍

　　紙是一個(gè)公認(rèn)的強(qiáng)度不高的物品。幾滴水就讓這張紙的強(qiáng)度消失。五年前，悉尼科技大學(xué)使用石墨烯開(kāi)發(fā)出來(lái)一種石墨烯紙，它的強(qiáng)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(lái)的完全是一張柔性的紙張。用完之后可以100%回收，它的導(dǎo)電性、耐用和超薄的特點(diǎn)讓它在很多行業(yè)中都有非常好的前景。

　　目前該大學(xué)的研究人員正在與波音公司合作，研發(fā)創(chuàng)新這種材料，由于這種石墨烯紙目前表現(xiàn)出的良好性能，未來(lái)很有可能成為碳纖維等其他碳基材料的替代品。