石墨烯未来应用的十大猜想

猜想一：太空电梯缆线

　　“太空电梯”这个疯狂的创意是建立在节省大笔美元的基础之上的，美国研究人员称，通过“太空电梯”进入太空，所花成本将比通过太空飞船、火箭升入太空便宜很多。但如何实现这个疯狂的创意一直看似是一个不可能完成的任务，因为目前“太空电梯”的最大障碍，就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里且足够强韧的缆线。

　　因此，为了激励科学家发明出制造太空缆线的坚韧材料，美国NASA之前还发出了400万美元的悬赏，但仍然没有任何回应。

　　当石墨烯这个人类已知的强度最高的物质诞生之后，美国科学家兴奋了，经过他们的测算证实，石墨烯强度完全适合制造太空缆线！如此看来，石墨烯可能将是“太空电梯”线缆材质的不二选择。如此看来，踏上电梯去宇宙的那一刻越来越近了。

猜想二：全碳电路的超级计算机

　　由于碳原子间的作用力很强，即时经过多次剥离，石墨烯的晶体结构依然相当完整，这就保证了电子能在石墨烯平面上畅通无阻的迁移，其迁移速率为传统半导体硅材料的上百倍。这一优势使得石墨烯很有可能替代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。目前科学家们已经研制出了石墨烯晶体管的原型，并且乐观地预计不久就会出现全部由石墨烯构成的全碳电路。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的超级计算机。

　　2008年，研究人员已经根据石墨烯独特的电子性能开发出与传统的硅材料相比，体积更小、速度更快的石墨烯晶体管。然而，为了弥补电子光谱中的能量缺陷，科学家们不得不使用相当复杂的以石墨烯为基础结构如量子点和量子原子团来达到目的。而这项新研究发现，石墨烯可被修改成新的材料以微调其电子性能，这为其带来了更为丰富的可能性，也为未来电子设备的发展提供了一种真正多功能的材料。

猜想三：如纸片的飞机与防弹衣

　　石墨烯拥有超高的强度，碳原子间强大作用力使其成为目前已知的力学强队最高的材料，这让以前很多看似繁重的材料有了轻的可能。比如飞机外部材料，需要高强度、耐腐蚀，且重量越轻越好，石墨烯完全满足这样的要求；防弹衣，高强度、高韧性，同样是越便携越好，石墨烯提供了“纸片飞机”与“纸片防弹衣”的可能——在强度提升数十倍的前提下，重量减至原来的几十分甚至几百分之一。不过，短时间内石墨烯替代这些材料并不现实，比较可行的办法是将石墨烯以添加剂的形式广泛应用于新型高强度复合材料之中。

　　石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性又让它在透明导电膜的应用中独具优势，而这类膜在液晶显示以及太阳能电池等领域至关重要。另外，石墨烯在高灵敏度传感器和高性能储能器件方面也已经展示出诱人的应用前景。可以说，石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象，更让我们对其充满了期待。

猜想四：没有电子辐射的触摸屏

　　在化学上，ITO 是Indium Tin Oxides的缩写，它是一种N型氧化物半导体——氧化铟锡,ITO膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标：电阻率和透光率。然而现在，它却遇到了强大的对手——石墨烯。据研究，相比ITO，石墨烯具有更好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。在未来，它将有可能代替ITO多用于制作触控面板、触摸屏、冷光片等。

猜想五：有机光伏——太阳能救星

　　石墨烯高导电、高透明度，是太阳能介质的不二选择。南加州大学一个科研小组已经研发出石墨有机光伏（OPV），大大提高了太阳能转化比率。传统太阳能电池另一个问题是，吸收、转化电能的时间较长，电能不能即时利用——即使部署了太阳能系统，往往需要当天夜里才能使用太阳能。石墨烯制造的超级电容器完全不同，他可以在几秒内完成转化并迅速排出电能，实现即转即用。
想六：看得见的流感“抗体”

　　这个设想可能和人们生活高度相关，由于石墨烯足够轻，到看不见，但物理性状和化学性状却出奇稳定，可以以涂层的形式添加到衣物、家具表面，实现防尘放病菌。学者狄金森提出，石墨烯涂层可以隔绝流感等多种病毒的传染，也许有一天，石墨烯覆膜技术足够成熟，流感就会成为过去时。

猜想七：气体传感器

　　气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。一些特殊气体可以影响石墨烯的电子特性，而这种变化是可以测量的，石墨烯成为很好的气体传感介质，以石墨烯为原材料制造的气体传感器，对特殊气体的敏感性甚至到了原子、分子级别。

猜想八：抗腐蚀的强力“外衣”

　　石墨烯的稳定结构不仅停留在物理结构层面上，化学结构同样牢固——它可以抗击很多种强酸的侵蚀，在一些化工领域，比如氟氢酸和氨水的容器包裹上石墨烯为主的惰性涂层，等于穿上了相当结实的“外衣”。而在药物运输过程中，如果加上石墨烯涂层，可以保证药物不受外界化学影响。

猜想九：促进物联网发展的新素材

　　物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网将网络连接延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中，最主要的就是射频识别技术。电子学研究中，产生超过4或5GHz的高频率非常困难。据研究，石墨烯片的晶体管射频最高可达100GHz，这对射频识别技术是一个非常好的消息。最近，麻省理工学院的电气工程师们制造了一个基于石墨烯可以极大提高计算机和通信设备速度的元件——可以增加一倍电信号幅度的倍频器。这不仅对电子通信设备和电子产品大有裨益，更为物联网的发展提供了新的素材和方向。

猜想十：高效率机器人

　　对于机器人而言，电路板堪称其核心部件。石墨烯在这方面更是大展拳脚。硅基的微计算机处理器在室温条件下每秒钟只能执行一定数量的操作，然而电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力，所产生的热量也非常少。此外，石墨烯本身就是一个良好的导热体，可以很快地散发热量。由于具有优异的性能，由石墨烯制造的电子产品运行的速度要快得多。同时，石墨烯可以将元器件的噪声降低10倍，可以大幅改善晶体管的性能，这将有助于制造出比硅晶体管速度快、体积小、能耗低的石墨烯晶体管。如此一来，利用石墨烯制成的机器人在整个电子部分的效率将比现有机器人有着质的飞跃，开始一个全新的机器人时代。