我們知道，自2004年第一次制備得到獨(dú)立的單層石墨烯以來，眾多科學(xué)家展開了對(duì)石墨烯的研究，石墨烯已經(jīng)成為材料及凝聚態(tài)物理領(lǐng)域一顆閃耀的新星。石墨烯以其非凡的性質(zhì)在多個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

負(fù)極通常使用鋰金屬氧化物制造，帶有這種負(fù)極的就被稱為鋰離子電池。鋰離子電池之所以最常用，是因?yàn)樗鼈兡芰咳菁{率最高，能夠放進(jìn)手機(jī)這么小的空間里。在充電和放電時(shí)，鋰離子電池的能量密度是傳統(tǒng)可充電電池的3倍。

不管是筆記本電腦還是手機(jī)，我們每天總要用到好幾個(gè)鋰離子電池。自從上世紀(jì)90年代上市以來，這些可充電電池讓我們的電腦和電子設(shè)備變成可移動(dòng)的，包括汽車。

但鋰離子電池并非十全十美，世界上的鋰供應(yīng)量是有限的，企業(yè)和消費(fèi)者對(duì)電池的安全性、壽命、容量的需求不斷提升，也催生了新一代電池的開發(fā)，而其中，被譽(yù)為“新材料之王”的石墨烯備受關(guān)注。

石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電性能最強(qiáng)的材料。自2004年，英國曼切斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖諾夫首次發(fā)表“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”，發(fā)展至今已經(jīng)10余年。在此期間，石墨烯的制備方法逐漸成熟、性能逐步優(yōu)化，應(yīng)用也越來越成熟與廣泛。

石墨烯電池就是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的超高電子遷移率而開發(fā)的一種電池，并不是簡(jiǎn)單的石墨烯+電池。

石墨烯用于儲(chǔ)能和計(jì)算的納米帶一直是科學(xué)家的研究熱點(diǎn)，但生產(chǎn)這些超薄石墨烯條已經(jīng)被證明是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。但日前，來自德國馬丁路德·哈勒維騰貝格大學(xué)(MLU)的科學(xué)家們聲稱它們?cè)谶@一領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，他們發(fā)明了一種首次能直接在半導(dǎo)體表面高效生產(chǎn)出石墨烯納米帶的方法。

跟生產(chǎn)石墨烯的蜂窩狀碳原子片不同的是，石墨烯納米帶由只有幾個(gè)原子寬的薄條帶組成。這種材料具有巨大的潛力，它可以用作硅晶體管更便宜、更小的替代品——其運(yùn)行速度更快、耗電量更少，或作為電池的電極——只需5分鐘就能充好。

研究人員表示，這種直接在半導(dǎo)體表面上生產(chǎn)可定制石墨烯納米帶的新能力不需要金屬表面來中和它們的能力，這將開啟一些令人興奮的可能性。

它將不僅能為包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)的應(yīng)用使用，而且還可能成為先進(jìn)電子設(shè)備包括量子計(jì)算機(jī)的高效半導(dǎo)體。學(xué)界也正致力并仍長期致力石墨烯的研究。

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