从塑料到石墨烯，材料怎样革新未来？(3)

不过，如果基于石墨烯生产的?“杀手级应用”被发明出来，那么石墨烯市场或将迎来一场批量化生产的竞赛，以满足这一需求。一旦产量增加，特别是出现很多供应商后，每单位的石墨烯产品的价格就会下降，只有这样，一个强大的商业市场才能形成。

不过，石墨烯最出名也最神奇的一点，就是：它是一种二维材料。石墨烯当然有厚度，但是只有一个碳原子那么厚，稍微薄一点或者厚一点都不是石墨烯。如果加一层碳原子到石墨烯上，就成了石墨；如果从石墨烯中取走一层碳原子就什么也不剩了。石墨烯的发现不仅打破了自然界中不可能存在二维结构物质的传统观念，极大地充实了碳材家族，还为促进传统产业转型升级、引领战略性新兴产业快速崛起找到了关键材料。

其中，机械剥离法是实验室制备石墨烯的主要方法，也是当前制取单层高品质石墨烯的主要方法；化学气相沉淀法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法；碳化硅外延生长法虽然可以制得大面积的高质量单层石墨烯，但受单晶SiC的价格昂贵、石墨烯生长条件苛刻、生长出来的石墨烯难以转移等因素影响，其目前主要用于以SiC为衬底的石墨烯器件的研究；氧化还原法也被认为是目前制备石墨烯的最佳方法之一。

比如，牛仔裤会因穿着时间长，面料变得稀疏，甚至出现小洞；厨房搅拌机最终会因为用于调整马达速度和搅拌强度的齿轮因长期磨损而彻底断裂而无法启动；连汽车也会因为变速器的老化而报废，随着时间的推移，摩擦会造成损耗，传动装置自然就会失效。

而石墨烯的神奇特性正是由这种独特的结构赋予的——用肉眼观察，石墨烯呈黑色粉末状，握在手里轻若无物，但却是目前人类已知的导电导热性最佳、重量最轻、强度最大、韧性最好并具有极高透光率和高比表面积的材料。凭借自身良好的光、电、热、力等性能，石墨烯被人们寄予了诸多超乎想象的功能，并成为碳时代的“黑金”。

放眼未来，如果石墨烯的性能被彻底发挥出来，那么大数据、物联网、云计算、智能设备等各项前沿领域将会取得重大突破，不仅将会实现“万物互联”，人们习以为常的生产生活方式也会被彻底颠覆。

然而，石墨烯却完美解决了过去材料因为摩擦力而导致的缺陷。基于这个特性，当前，石墨烯涂料现已应用于小型机械部件，不仅能够显著提高部件的使用寿命，而且几乎能够避免因摩擦产生的无效热量。

图片来源@视觉中国

而现在，一种可以与塑料媲美的新材料已经诞生，那就是石墨烯。正如塑料对这个世界的改变一样，石墨烯也正在改变世界。如果说塑料的发明是20世纪的最伟大的新材料，那么，石墨烯或许就将成为21世纪的颠覆性材料——石墨烯所彰显的巨变的力量，一点也不比当初的塑料少。

文 | 观察未来科技

文章来源：《中国塑料》 网址: http://www.zgslgw.cn/zonghexinwen/2022/0801/942.html