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【科学家】地球已知强度最高材料之一“黑金”，我国的储量占全球70%( 二 )


为什么石墨烯“缺乏耐力”？
石墨烯在未来具有良好的性能和许多应用领域 ， 但是为什么石墨烯的口号如此之高已经超过十年 ， 而我们却很少遇到石墨烯？甚至没有谣传的“石墨烯电池”出现吗？
首先 ， 石墨烯电池在技术上难以实现 。 石墨烯确实可以提高充电和放电的速度 ， 但不能增加电池的容量 。 其次 ， 石墨烯与现代锂电池工厂不兼容 。 同时 ， 石墨烯价格昂贵 。 对于制造商和用户而言 ， 石墨烯只会增加成本和价格 ， 因此石墨烯电池技术是天上的一座城堡 。
材料科学对人类非常重要 。 即使能源是文明的基石 ， 但如果没有足够强度的材料 ， 我们也无法使用这些能源 。 例如 ， “核聚变”和“反物质”都需要高强度的材料 。 将来 ， 当人类在星际旅行时 ， 实现亚光速飞行还需要航天器由高强度材料制成 。
这说明了石墨烯的重要性 ， 但是为什么石墨烯不能真正进入我们的生活并取代大多数材料呢？对于新材料（例如石墨烯） ， 重要性由可以替代的材料决定 。 如果替代材料已经被人类广泛使用 ， 那么高强度 ， 高性能的新材料的出现就是石墨烯 。 最初替代材料的领域已经取得了进展 。 石墨烯非常重要的原因是石墨烯具有广泛的应用范围 。
全球的石墨储存量约为15亿吨 ， 而中国的石墨烯储存量则超过10亿吨 。 科学家认为 ， 世界上超过70％的石墨矿都在我国 。 因此 ， 石墨烯的研究与利用对我们来说至关重要 。
石墨烯不大面积普及的原因仅仅是“高制造成本” 。 即使这种新材料的性能优异 ， 但其生产成本过高 ， 也无法大面积替代原始材料 。 它已经存在了十多年 ， 但有关石墨烯的更多研究仍处于实验阶段 。 大多数国家对石墨烯的研究无法进入真正的大规模生产阶段 。
石墨烯之所以受欢迎 ， 是因为两位科学家基于这项研究获得了诺贝尔奖 ， 这令世界如此关注 。 新材料的出现需要很长时间进行深入研究 ， 也需要很长时间才能适应市场的接受程度 。 像受控核聚变一样 ， 我们都知道受控核聚变可以改变我们的生活并使人类进入清洁能源的新时代 ， 但是进行核聚变的实验也是危险的 。 即使在将来 ， 科学家也将意识到受控核聚变还需要很长时间才能推广和使用 。 石墨烯确实是可以改变世界的材料 ， 但是我们还不能大规模生产它 。 随着研究的深入 ， 这个问题可以由我们解决 。
为什么石墨烯这么强
简单了解石墨烯后 ， 我相信每个人都会有这样的问题 。 在用胶带连续粘贴石墨后 ， 为什么石墨烯薄层更坚固？
其实这个问题也很简单 。 石墨烯由碳原子组成 ， 碳在我们的生活中非常普遍 。 生活中的“石墨”和“金刚石”是由碳原子构成的 ， 但是这两种物质的强度和外部性能却大不相同 ， 因为构成这两种物质的碳原子排列不同 。
从结构的角度来看 ， 金刚石的原子排列更稳定 ， 而石墨的结构稳定性较差 ， 并且每一层之间的原子是平行的 。 这时 ， 科学家突发奇想 ， 因为石墨的多层结构非常不稳定 ， 那么我们可以从石墨中提取出单层石墨 ， 能否得到一种高强度的新材料呢？这样 ， 石墨烯诞生了 。 与石墨相比 ， 石墨烯仅由单层碳原子组成 ， 就像“二维材料”一样 。 这种结构赋予石墨烯超高的强度 ， 且石墨烯足够薄 ， 可用于许多领域 。
【【科学家】地球已知强度最高材料之一“黑金”，我国的储量占全球70%】很多时候 ， 真理和突破离我们很近 。 灵光闪现后进行的简单实验可以导致震惊世界的巨大发现 。 科学从未停止 ， 人类一直在进步！


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