¿Es el grafeno realmente tan mágico?
El grafeno es un material valioso debido a su estructura bidimensional única. En primer lugar, es increíblemente ligero pero extremadamente resistente. Su resistencia es 300 veces mayor que la del acero, pero su flexibilidad es buena. El grafeno es un material de conductividad térmica casi perfecta, con una conductividad térmica de hasta 3000-5000 W/m·k, que puede superar instantáneamente la conductividad térmica de casi todos los metales. Además, debido a la estructura especial del grafeno, tiene una movilidad electrónica extremadamente alta, es decir, los electrones pueden moverse libremente sobre el grafeno como si entraran en tierra de nadie.
Hablando de grafeno, casi todo el mundo sabe que sus excelentes propiedades eléctricas y mecánicas lo convierten en uno de los cristales más fuertes del mundo. Tiene amplias aplicaciones en los campos de los chips electrónicos, instrumentos ópticos, biomedicina y electromagnetismo. y aplicación de sensores. Se puede decir que ya sea para uso militar o civil, será un material nuevo que será muy utilizado en el futuro y tiene amplias perspectivas.
Como todos sabemos, los chips tradicionales están hechos de materiales a base de silicio, mientras que la Academia de Ciencias de China utiliza un nuevo material como el grafeno para fabricar chips a base de carbono. Por lo tanto, los dos materiales de los chips son diferentes. y su rendimiento también es diferente. Los chips de grafeno tienen una mayor capacidad para procesar señales eléctricas que los chips tradicionales basados en silicio y su estabilidad también ha mejorado considerablemente.
Antes del descubrimiento del grafeno, la mayoría de los físicos creían que las fluctuaciones termodinámicas no permitían que existiera ningún cristal bidimensional a temperaturas finitas. Por lo tanto, su descubrimiento conmocionó inmediatamente a la comunidad de física de la materia condensada. Aunque tanto los círculos teóricos como los experimentales creen que una estructura bidimensional perfecta no puede existir de manera estable en un cero no absoluto, se puede preparar grafeno de una sola capa en experimentos. Este desafiante descubrimiento físico es extremadamente difícil de industrializar. Actualmente, los métodos comunes de producción de polvo de grafeno incluyen la exfoliación mecánica, el crecimiento epitaxial redox y de SiC como la deposición química de vapor (CVD), pero la mayoría de ellos permanecen en la etapa de preparación de laboratorio y son difíciles de producir en masa.
En segundo lugar, desde la perspectiva de la química de superficies, el grafeno tiene muchas aplicaciones potenciales. Sin embargo, debido a la falta de muestras adecuadas para los métodos químicos tradicionales, todavía existen muchas dificultades en la investigación, el desarrollo y la aplicación en el campo químico, y puede resultar difícil lograr avances importantes en el corto plazo. Actualmente, hay 1.680 empresas registradas ante las autoridades industriales y comerciales de mi país, y su ámbito de negocio incluye negocios relacionados con el grafeno. China tiene 29 parques industriales de grafeno, 54 institutos de investigación de grafeno, 8 centros de innovación de la industria del grafeno y 12 alianzas de grafeno.
A juzgar por el número de artículos publicados en el campo del grafeno, China ha liderado el mundo desde 2011 y actualmente representa más de un tercio del mundo. China también tiene el mayor número de solicitudes de patentes en el campo del grafeno, representando alrededor del 70% de las solicitudes de patentes del mundo.
En general, muchos productos relacionados con el grafeno aún se encuentran en etapas de investigación, desarrollo y concepto, y aún están lejos de su fabricación y comercialización a gran escala.