諾貝爾獎得主談論石墨烯碳納米管的優勢

諾貝爾獎得主談論石墨烯碳納米管的優勢

石墨烯是一種強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性最好的材料。它的發現者之一，2010年諾貝爾物理學獎獲得者和英國曼徹斯特大學的康斯坦丁·諾沃索洛夫教授，在其應用中做出了任何新的發現。

單原子厚度的石墨晶體稱為石墨烯，被認為是人類可獲得的最強的晶體。石墨烯打開了其他二維原子晶體的實驗門，形成了巨大的二維晶體群。

最近，2010年諾貝爾物理學獎獲得者、英國曼徹斯特大學教授康斯坦丁·諾沃塞洛夫教授發表了題為《二維世界中的材料》的主題演講報告，從物理結構的角度，特別是從二維異質結構的角度，介紹了石墨烯的材料。

石墨烯是一種強度最高、韌性最好、重量最輕、透過率最高、導電性最好的材料。

2004年，諾沃索洛夫和曼徹斯特大學的物理學家安德烈·海姆成功地將石墨烯與石墨分離，并證實石墨烯可以單獨存在，從而獲得了諾貝爾物理學獎。

二維材料是指電子能在非納米尺度（1-100nm）的二維空間上自由運動的材料，如納米薄膜、超晶格和量子阱等。

由于二維異質結構可以根據不同的原子層進行組合，具有不同的原子精度和性能，因此這些結構性質可以用來研究新的物理現象或適應各種可能的應用。這里的異質結構堆的功能是嵌入式設計。

與二維材料相比，還有一維材料和三維材料，一維材料是指電子在非納米尺度方向的自由運動（線性運動）。碳納米管（CNT）是最具代表性的材料，三維材料是指電子在三種非納米尺度上自由運動的材料，如納米粉末高壓成形或控制金屬液體結晶的納米顆粒結構。

關于石墨烯的應用價值，諾沃施洛夫認為，石墨烯技術應應用于已知的物理物質，并應在二維材料中挖掘更多的應用，針對基于范德華力的異質結構，結合射頻識別技術（RFID）制作傳感器。以及在此基礎上制造多功能產品。

中國生產商詢問了600多名現場參與者，包括國內外對石墨烯感興趣的學者和專業人士，石墨烯技術何時能得到廣泛應用和推廣。諾沃索洛夫回應說，有許多初始規模的化工產品和應用材料，例如石墨烯粉末是最常見的產品之一，在中國已經開始成形。

去年十月，國家主席習近平參觀了曼徹斯特大學國家石墨烯研究所，聽取了Novosholov關于石墨烯研究的介紹，并參觀了石墨烯展示和生產的地下超級清潔實驗室。

石墨烯作為一種新型納米材料，以其獨特的結構、力學和電子性能，在藥物傳遞、癌癥治療等生物納米技術領域具有廣闊的應用前景。

石墨烯也是我國重要的戰略性新興產業之一，是十三五新材料開發的重點，今年4月，國家標準化管理委員會網站發布了《石墨烯材料術語、定義和代號國家標準草案》。erials（征求意見稿）。它還在一個月內征求公眾意見。

雖然石墨烯市場關注度高，參與者多，但由于我國缺乏統一的標準，導致了市場的混合，普遍認為，上述磋商標志著我國第一個石墨烯國家標準的制定取得了重要進展。

石墨烯和碳納米管在工業上經常被比較。今天的論壇上，清華大學物理系教授、清華富士康納米技術研究中心主任范壽山教授還就如何使碳納米管材料實用化發表了主旨報告。

碳納米管（CNT）作為一種一維納米材料，由于其重量輕、六邊形連接良好，具有許多異常的力學、電學和化學性能，近年來隨著碳納米管和納米材料的深入研究，其廣闊的應用前景不斷顯現。

范壽山說，到目前為止，碳納米管可以制成聚合物彈性膜，垂直導熱，水平隔熱，碳納米管也可以用作光學儀器，吸收率接近100%。

此外，范壽山認為，碳納米管薄膜具有良好的透射率，僅占空間的10%，并進行了可穿戴模擬，做了一些植入式導線，可用于某些外科手術。

在加熱器方面，碳納米管也可以發揮最大的優勢。范壽山說，碳納米管可以作為柔性加熱器件，具有膜面積小、密度高、脈沖響應快、加熱和散熱快等特點，其他材料做不到。

碳納米管也可以用于鋰電池中。碳納米管是一維材料和二維三維網絡中最好的材料。范壽山說，碳納米管還可以用作催化劑載體，甚至是復合材料。聚合物材料固化后，可以用碳納米管來控制切割方向。

對于石墨烯電池最熱門的話題，業內有人問碳納米管還是石墨烯更為人所知的范壽山，因為氧化物的導電性不好，不能阻礙離子的進出，從這個角度看，碳納米管形成的網絡更好。

碳納米管膜已經形成了一個固定的網絡，如果每個氧化物點都在網絡上，就有電子接入。我們要找到一種特殊的薄膜電池，而不是一種新材料（石墨烯）來競爭。范壽山說。

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