《电子元件与材料》
正在被全世界抢夺的“超级材料”
进入21世纪以来,材料已经成为一门非常先进的学科。世界各国都在大力研发,但效果并不是特别明显。就像石油,被誉为“工业的血液”,这么多年在工业体系中扮演着重要的角色,没有任何新材料可以取代它的地位。
可能有人会想,油吧是一种资源,一般的材料无法与之相比。但是试想一下,如果一个国家能找到一种可以起到和石油一样的作用的新材料,能否避免不可再生资源的过度消耗,占领更大的市场?
所以,进入21世纪,世界各国都加大了对材料科学的重视,新材料逐渐成为核心竞争力。虽然从目前来看,材料市场并没有太大变化,之前的产品还在沿用,但有一种“超级材料”已经诞生,正在全球范围内竞相争夺。
这个“超级素材”是指它是石墨烯。国内首颗8英寸石墨烯晶片的亮相,引起了全世界的关注。现在看来,石墨烯不仅是一种半导体材料,还可以应用于各个领域。堪称万能原料。如果谁能完全掌握它,谁就能在未来的发展中带头。
那么为什么石墨烯被称为“超级材料”呢?可以用于哪些行业?从专业的角度来看,石墨烯是一种新型材料,其混合连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝晶格结构。在光学、电学、材料等方面,石墨烯性能突出,是近年来各国最为关注的核心产业。
其实石墨存在于自然界中本身 此前,科学家们认为它不能单独存在,必须在实验室中提取。不过后来发现,自然界中石墨烯并不多,单层结构也很难剥离。要知道,石墨烯一层一层堆起来之后,就变成了石墨,剥离并不是一件容易的事。
直到英国物理学家 Andrew Lie Geim Konstantin Novosekov 使用微机械剥离成功地从石墨中提取石墨烯。科学家们只掌握了制备纯石墨烯的方法。这两位伟大的物理学家也曾获得过2010年诺贝尔物理学奖,石墨烯,这种材料,实现了他们。
普通人可能很难接触到石墨烯,也没有意识到这种新材料的重要性,但不可否认的是,近年来全球对石墨烯材料的研究如火如荼,而且很多新产品已经从它衍生出来。比如前面提到的石墨烯晶圆、石墨烯电池等等,都可以替代之前的材料。
对此,甚至有人说,石墨烯的时代已经到来?在科技如此发达的21世纪,石墨烯材料必将大放异彩。这不仅是空谈,也是现实的反映。如果一个国家能够完全攻克石墨烯材料的制备和应用,就会有很大的优势。
中国赢得了机会
p> p>既然石墨烯材料如此重要,我们在中国是否对它足够重视?研究处于什么阶段?一句话概括,世界正在抢占石墨烯的“超级材料”,中国赢得了先机,未来必将取得更好的发展。
据了解,早在2018年,当时国家建成第一条石墨烯有机太阳能光电器件全自动量产线。去年下半年,中科院传来喜讯。全球首款8英寸石墨烯晶圆正式上市,标志着国产芯片迎来了新的发展方向。
写在最后
不难看出,国内石墨烯材料的研究确实达到了世界顶级水平,其他国家只能观望。只要继续保持这种发展状态,国家就会在“超级材料”的竞争中占据优势,获得更大的发展空间。
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