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兵在掌上阅 亮剑弹指间

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■本期观察:薛子康 李 亮 冯亚坤

石墨烯是一种由碳原子组成的六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,优异的性能使得它在多个领域得到应用,并对人类社会产生广泛影响,被称为“改变未来世界的革命性材料”。如果说20世纪是硅的世纪,神奇的石墨烯则是21世纪新材料中的“宠儿”。

可以掰弯的显示屏

石墨烯层很薄,几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。它又非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特性,使得它非常适合成为透明电子产品的原料。如透明的触摸显示屏。

据称,目前的石墨烯已用于显示技术,研制出“石墨烯电子显示屏”。这使石墨烯材料产业化应用方面向前迈进了一大步。

如超柔性“石墨烯电子显示屏”,不仅耐摔耐撞、透光率高、显示亮度佳,还非常适合用在穿戴式电子设备上。人们可以卷起智能手机,然后像铅笔一样将其别在耳后。

可以想象,在柔性显示技术广泛应用的前景下,我们的智能世界将会被彻底“掰弯”。

遇硬则硬的防弹衣

石墨烯还是世界上已知强度最高的材料之一。它能用于防弹衣、装甲车辆的新材料中,还能替代凯夫拉、芳纶等高性能材质,在减轻重量的同时大大提升防护能力。

研究人员进行了一次微观弹道测试:以一颗微小的硅粒以3000米/秒的速度射向单层石墨烯,发现这种蜂巢形结构的材料可迅速分散冲击力,并能中断通过材料的外展波,承受冲击的性能比普通的材料强大很多。

在一般情况下,这种材料又像轻便的铝箔,但是在碰到机械压力的时候,比如被子弹射击,就会十分坚硬,防护能力极强。

高度敏感的传感器

利用石墨烯透光性好、对环境敏感度高的特性,制成高效光传感器,对光线的敏感度超过摄像机传感器的千倍。

这种新型传感器的关键在于,具有“滞留光线”纳米结构。纳米结构能够比传统传感器更长时间捕获产生光线的电子微粒。这会产生一种更强的电信号,就像数码相机所拍摄的照片一样,能将这种电信号转变成图像,生成更加清晰和精美的图片。

据悉,已有公司研制出石墨烯绝缘体超晶格,使石墨烯具有光子特性,并制成可实现太赫兹级频率的滤波器与线性偏光片等光学元件,有助于在未来扩展至中红外和远红外波段的光电设备应用。

另外,石墨烯也可用于红外夜视仪和红外热像仪等光电探测装备中,还可生产导弹用的非制冷红外导引头,以提高导弹精度和毁伤目标能力。

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