石墨烯是个啥：做成内衣裤就能自身发热
来源：现代金报
石墨烯内衣十分轻薄 记者 高远 摄
　　说起新材料,很多人的第一反应是太高大上了。但是当记者看到用石墨烯做成的内衣裤,不用戴3D眼镜就能看的3D电影,真实感觉到了高科技和我们生活原来这么近。
　　记者 蔡俊 郑晓
　　石墨烯做成的内衣裤 薄薄一件却能自身发热
　　石墨烯这个材料,看过美剧《生活大爆炸》的观众,一定对主人公“谢耳朵”钻研石墨烯以致沉迷其中的情节记忆犹新。作为目前发现的最薄、最硬、导电导热性能最强的材料,石墨烯有着极为广阔的应用前景。
　　但是,如果你看到这个“最硬”的材料居然还能被做成柔软贴身的内衣裤,是不是觉得有点儿不可思议?昨天,在本次新材料博览会首设的中国第一个石墨烯产业主题展览,展区内济南圣泉发布的新产品――生物质石墨烯内暖纤维,就让坚硬的石墨烯变得无比“柔软”。
　　在圣泉的展位前,工作人员摆出了好几个衣架,衣架上挂满了一件件灰不溜秋或纯黑色的内衣裤,看上去并不起眼,记者摸了摸内衣,发现十分轻薄柔软,像绸缎一样。济南圣泉唐和唐生物科技有限公司副总经理张淑云介绍说,用于制作衣服的石墨烯是利用高温煅烧从玉米芯秸秆中提取出来的,叫做“生物质石墨烯”,再将生物质石墨烯与各类纤维结合,就有了这眼前的衣服,黑色或灰色的颜色,就是石墨烯和纤维结合后的“本色”。张淑云说,这一技术成果,也是公司3个月才刚刚研发出来的,借着这次参展的机会,来宁波进行新品首发。
　　那么,生物质石墨烯做成的衣服和普通衣服比,有什么样的优点呢?张淑云说,最大的优点就是轻薄、保暖,而且还有抗菌、防紫外线、抗静电等功能。“你别看这内衣做得薄,但是穿上后,一点儿都不会比臃肿的保暖内衣保暖效果差。因为内衣具有低温远红外功能,可自发热提高体表温度1到3摄氏度,达到自暖抗寒的效果。”
　　普通手机贴上一层膜 也能看裸眼3D电影
　　在昨天的展会上,一家宁波企业展示了“裸眼智能3D”的技术,不用戴眼镜,照样能看3D电影。
　　在这家叫做宁波维真显示科技有限公司的展位前,正面一个被拼成九宫格形状的“裸眼3D拼接墙”吸引了许多参展者围观驻足。在这个被拼接成的巨大LED屏幕上,播放视频的背景是宁波博物馆,几条游动的小鱼跃然屏上,形成强烈的3D效果。
　　展台的工作人员告诉记者,可以看裸眼3D电影的不光是电视机,还有手机、平板电脑等。工作人员拿起桌上的一台大屏手机给记者播放3D电影《阿凡达》,纳美星人骑着飞龙在空中翱翔的镜头几乎就要出屏,看上去十分炫目。
　　“其实,只要给任何一个普通智能手机贴上我们的透明&膜&,都能让手机变身&裸眼3D手机&。”宁波维真显示科技有限公司常务副总经理邢起说,只不过,这层膜一般人贴不了,专业手机贴膜的也干不了,只能由公司的技术人员来贴。因为不同的手机尺寸,不同屏幕的分辨率,其对应的视点都不一样,必须紧密贴合,如果贴得稍微有那么一点儿“歪”,就看不出裸眼3D的效果了。
　　“未来列车”悬空飞行 可能比飞机跑得还要快
　　和石墨烯一样神奇的,还有超导带材,作为国内唯一一家实现二代高温超导带材批量化生产的企业,“上海超导”昨天在展馆变起了“魔术”。只见工作人员拿起一个嗤嗤冒着寒气的扇贝大小的小圆盘放在磁条铺成的履带上,小圆盘立即悬空而起,飞快做起了钟摆运动,而工作人员再把这个小圆盘放到旁边的一个透明玻璃圆盘上,小圆盘更快地绕着圆盘的边缘做起了圆周运动。
　　“利用超导的这个特性,以后的列车有可能比飞机跑得更快。这种超导磁悬浮列车,测试时速已经达到603公里,为世界高铁之最。”上海超导科技股份有限公司市场副总监彭楚尧介绍说。
　　为何超导磁悬浮列车能实现“飞一般”的速度?彭楚尧解释道,运用了超导材料的完全抗磁性(“迈斯纳效应”)与地面磁体产生相互排斥实现列车的悬浮,然后利用高温超导材料量子锁定的特性,将列车锁定在轨道之内。超导磁悬浮技术可以在不需要通电的情况下实现更高的悬浮距离,从而更加安全、速度更快，并且能耗更低,该技术也是未来高速铁路发展最有前景的方向。而除了“未来列车”,未来1-3年,这种充满潜力的超导材料预计还将广泛应用于超导风电机、超导感应加热、超导无线充电等领域。
(责任编辑：UN652)
原标题：石墨烯能做自发热保暖内衣手机贴个膜就能看裸眼3D
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中国人哪来这么多钱？[]
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客服邮箱：很少有人考虑过自己生活中所用清洁水的获取途径，但水资源稀缺是许多国家与地区每天都在面对的问题。由于人口的不断增长与气候的不断变化，成本低廉的水过滤科技在市场中拥有着无限的潜力。太阳能蒸汽发电以淡化海水是碳排放量最小的水净化策略。但不幸的是，这种方法颇具难度，且只有规模巨大时才能高效运行。因为在加热过程中，大量的能量用来加热尚未转化为蒸汽的海水。 这种系统存在着另外两个问题：一是这种系统需要热绝缘体，二是在较小系统中所产生的淡水量是十分有限的。最近，一个由科学家和工程师组成的团队共同设计了一个全新的太阳能淡化设备，此设备运用二维水路，实现了最小化热损失下的高效供水。从左至右：聚苯乙烯泡沫、纤维素包膜、石墨烯氧化物膜。装置本身具有产生二维水流路径的若干层，其主体由低热导率的聚苯乙烯泡沫组成，作为热绝缘体以最大程度减少热损失。该泡沫被包裹在一种亲水的生物纤维素基膜（50 μ m 膜）中。石墨烯氧化物膜被装在装置的表面以用作太阳能吸收器。这种泡沫绝热体具有极大的浮力，甚至可以漂浮在水上，该特质能够保证与水直接接触的只有纤维素包装的底侧部分。 毛细作用力从绝缘体底部、侧面到顶部的二维路径中通过纤维素吸水。 水与氧化石墨烯太阳光吸收器在此接触。 由于开发这种水流路径运用的是毛细作用力，所以实现了热耗散和能量使用的最小化。之所以选择氧化石墨烯作为光吸收剂，首先因为它具有低热导率，并且是一种可以有效吸收太阳光的宽频光吸收体。 氧化石墨烯同时具有低成本的优点。 另外，石墨烯氧化膜的化学特性使其能够分散在水中，从而在喷涂或旋涂工艺中具有很高的适用性。氧化石墨烯能够自然附着到纤维素上，以确保水的有效输送。 此外，石墨烯氧化膜的孔隙率还有助于使蒸汽离开设备表面。 最后，氧化石墨烯还具有折叠性， 其可折叠次数高达 50 次，此特质使其运输和大规模部署变得便捷。 因此，团队最终选用了石墨烯氧化膜作为新设备的光吸收体。另外，由于热损失最小化，太阳能淡化的效率不再依赖于水量的大小。同时它也不需要热绝缘体，从而消除了硬件难以扩展的阻碍。 团队目前还在研究此设将如何收集并冷凝所产生的蒸汽。该系统的简单性与高效性的结合意味着我们越来越接近个体化海水淡化装置的诞生。更多关于材料寿命的研究正在进行，这些研究将帮助我们确定这一方法究竟是否可行 。 结合进一步的成本分析，我们应该能够在不久的将来确认此装置是否值得推广，用以帮助解决发展中国家的水资源短缺问题。翻译来自：虫洞翻翻
译者 ID：赵书绮
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猎云网3小时前ZT&&Science：微波还原法制备高质量石墨烯！
日前，来自美国罗格斯大学的Manish
Chhowalla教授（通讯作者）等在Science上发表论文，报道了一种采用仅需1-2秒的微波法制备出高质量石墨烯。该方法制备得到的石墨烯材料作为场效应晶体管中的通道材料可以实现电子迁移率大于
1000m2/V/s，并且作为催化剂载体材料表现出优异的析氧催化性能。
研究人员采用了改进型hummers方法去氧化石墨烯，并在水溶液中使其溶解成多层氧化石墨烯片。该稳定的氧化石墨烯阵列分散溶液可以在水溶液中重组成不同的形式（例如薄膜状、纸片状、纤维状）。合成得到的氧化性石墨烯前驱物由于其内部和碳原子共价键相连的含氧功能团使得材料为绝缘性的。将具有侧面厚度达到几十微米的氧化性石墨烯置于传统的微波炉中，在1000
W 下加热1-2s
实现氧化石墨烯的还原。氧化石墨烯在微波条件下激发在先前文献已有报道，但是还原效率仍然很低。研究人员首先将材料置于微波下进行预退火，这样可以使得材料具有导电性，以便来吸收微波，从而实现对氧化性石墨烯的快速加热，最后该微波加热过程可以实现氧化性功能团的脱附，并使得材料表面基面的有序化。
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石墨烯的制备
石墨烯的制备及在光纤激光器中的应用 石墨烯是单层原子厚度的石墨，具有二维蜂窝状网格结构。各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列也保持结构稳定。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于石墨烯片平面内 ? 轨道的存在，电子可在晶体中自由移动，使得石墨烯具有十分优异的电子传输性能。石墨烯材料可作为光纤激光器的饱和吸收体用于激光器被动锁模、被动调Ｑ。通常实现锁模、被动调Ｑ的技术有半导体可饱和吸收镜（SESAM）、碳纳米管（SWNT）等技术。然而SESAM具有制作工艺复杂、生产成本高、可饱和吸收光谱范围相对较窄等不足。而SWNT与SESAM相比具有成本低廉、可饱和吸收光谱范围宽等优势，但是制作SWNT可饱和吸收体时其直径的不可控性，会使SWNT对某些特定的激光波长，增加插入损耗，导致可饱和吸收效应不明显等问题。最近，石墨烯材料被发现可作为一种新型的可饱和吸收体用于光纤激光器锁模或被动调Ｑ。1 石墨烯的制备目前，石墨烯的制备手段通常可以分为两种类型：物理方法和化学方法。物理方法是从具有高晶格完备性的石墨或者类似的材料来获得，获得的石墨烯尺度都在80 nm以上。而化学方法是通过小分子的合成或溶液分离的方法制备的，得到石墨烯尺度在10 nm以下。物理方法包括：机械剥离法、取向附生法、加热SiC法、爆炸法；化学方法包括石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法。1.1 机械剥离法这种方法利用离子束在 1mm 厚的高定向热解石墨表面用氧等离子干刻蚀进行离子刻蚀，刻出宽度为 2μm~2mm、深度为5μm的微槽，然后用光刻胶将其粘到玻璃衬底上，用胶带反复撕揭至除去多余的高定向热解石墨。将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中作超声处理; 再将单晶硅片放入丙酮溶剂中，将单层石墨烯“捞出”。由于范德华力或毛细管力，单层石墨烯会吸附在单晶硅片上。这种简便且低成本的制备方法引起了人们对石墨烯的研究热情，得到的石墨烯薄片对研究和阐述石墨烯的性质具有极大的价值。但是，通过这种方法制备的石墨烯通常只有几个微米（最大也不过几十微米） 、无固定形貌且取向不受控制。想要利用石墨烯优异的电子传输性能首先要求石墨烯在大尺度上具有连续性（如在晶圆级）或者大量的石墨烯片在基底上有特定的取向，虽然机械剥离法很难大规模制备石墨烯，但是它依然是制备高质量石墨烯最有效的方法之一。1.2 取向附生法取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯。首先让碳原子在2550℃下渗入钌，然后冷却到2310℃，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片形状的单层碳原子“孤岛”布满了整个钌表面，最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖80％后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的交互作用，而第二层后就几乎与钌完全分离，只剩下弱电耦合。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，而且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。1.3 加热SiC法通过加热含氢的单晶SiC来脱去Si而在单晶面上分离出石墨稀片。先用将单晶样品用氧气处理,然后置于高真空中用电子轰击加热,加热过程能将样品表面的氧化物除掉。在温度1250℃下持续加热1-20分钟后,就能得到极薄的石墨稀薄片,石墨稀的层数和厚度由加热的温度来改变。该方法通常会产生比较难以控制的缺陷以及多晶畴结构，很难获得较好的长程有序结构，制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。1.4 石墨插层法石墨插层法是以天然鳞片石墨为原料，将插入物质与石墨混合反应得到的。插入物质使石墨层间的作用力被削弱。通过进一步的超声和离心处理便可得到石墨烯片。此方法制备出的石墨片，其厚度一般最小只能达到几十纳米，而且加入的强酸强碱等插层物质会破坏石墨烯的sp2结构，导致它的物理和化学性能受到影响。1.5 电化学法用石墨棒做电极，离子性溶液为电解液，用电化学法使阳极石墨片层剥落。实验发现离子液体的种类、离子液体与水的比例都影响氧化石墨烯的性能。这种方法制备出的为氧化石墨烯，片层既可以在极性溶剂中很好地分散，而且有一定程度的导电性。1.6 化学气相沉积法化学气相沉积法(CVD，Chemical Vapor Deposition)是应用最广泛的一种大规模工业化制备半导体薄膜材料的方法。化学气相沉积是以能量（热能、射频、等离子体等）激化气体反应先趋物而使其发生化学反应，并在被沉积的基底表面上形成致密、均匀、稳定的固体薄膜的一种化学薄膜成长技术。生产工艺完善、成熟，近年来研究人员把它作为石墨烯制备的一条途径。通过电子束蒸发在硅基底上镀一层300nm厚的镍，氩气环境下，在石英管中加热反应气甲烷到 1000℃时，甲烷受热分解生成气态碳和氢气，使用流动的氩气迅速冷却至室温。冷却速率及 Ni 薄层的厚度对沉积在基底上的石墨烯层数及后续从基底上有效分离出石墨烯有关键作用。通过制作镍层图形的方式，研究人员能够制备出图形化的石墨烯薄膜。他们在把这些薄膜转移到柔性衬底上的同时不损坏薄膜的质量。这种转移可以用如下的两种方法实现：一是用溶剂把镍腐蚀掉以使石墨烯薄膜漂浮在溶液表面，进而把石墨烯转移到任何所需的衬底上；另外一种更简单的方法就是用橡皮图章式的技术转移薄膜。制备的石墨烯 Raman 光谱和 SEM 照片显示这种方法生长出来的纳米石墨烯平均厚度仅为 1nm。CVD方法有着广泛应用范围，但该方法仍有一些不足之处亟待解决。例如，研究表明，目前使用这种方法得到的石墨烯在某些性能上(如输运性能)可以与机械剥离法制备的石墨烯相比，但后者所具有的另一些属性(如量子霍尔效应)并没有在CVD方法制备的石墨烯中观测到。同时，CVD方法制备的石墨烯的电子性质受衬底的影响很大。1.7 氧化石墨还原法氧化还原法制备石墨烯是目前报道较多、也较成熟的一种方法具有成本低、工艺简单等优点。氧化还原法制备石墨烯的具体途径是用强介质酸处理原始石墨形成一阶石墨层间化合物，再加入强氧化剂对其进行氧化处理；制得的氧化石墨经超声处理得到氧化石墨烯或经过滤干燥制得氧化石墨纸；再经强还原剂（如水合肼）还原生成石墨烯。氧化石墨是以石墨为原料用强氧化剂如浓硝酸、浓硫酸、氯酸钾或高锰酸钾等处理后水解得到的一种共价键型石墨层间化合物，其层间键合羟基、环氧及羧基等极性官能团，这些官能团和层间水分子的存在，增大了氧化石墨的层间距，削弱了层间范德华力，使其易于超声剥离，为制备石墨烯提供了可能。经氧化剂氧化过的石墨不能被完全还原，导致一些物理、化学等性能的损失、尤其是导电性，限制了在高精度仪器中的应用。但氧化还原法制备简单且成本较低，可以制备出大量廉价的石墨烯。
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