为什么石墨烯是未来-领骑网

什么是石墨烯?石墨烯是碳的同元素异形体。而碳是一个不可思议的物质,可以有很多存在形态,从一块石墨中得到一块钻石,他们都拥有一样的原子,但拥有完全不同的属性,石墨很软,而钻石则是人类已知的天然最硬的物质之一,石墨烯也正是从这样一文不值的石墨矿石中得到的,石墨烯是一种二维的由单层碳原子以格子阵状组合而成的片状结构的材料。为什么石墨烯是未来-领骑网

想要提取石墨烯需要一种化学剥离法(这不是唯一提取石墨烯的方法),在这个等离子反应炉内,石墨在里面待得越久使用的化学物质越强力得到的石墨烯质量就会越高。

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石墨烯非常细小,真正的石墨烯差不多是头发直径的一百万分之一。此外它的强度也非常高,实际强度比钢铁要高200倍。它的导电性非常好,它是电阻率最小的材料之一。它的使用是纳米级的,它被作为添加剂来使用,以制作性能特别优异的复合材料。比如上图石墨烯与硅进行了功能化处理,在反应炉中它是被含有硅氧烷的等离子体提取出来的,因此他将拥有超强的疏水性,将它撒入一烧杯水中,可以看到它不会溶于水,不管你怎么搅拌。由此可见,它在一些特定应用上,比如轮胎,涂料,电子产品,这种疏水性会非常有用。

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与之相对的,它被和氧一起进行了功能化处理,称其为氧掺杂石墨烯,同样,我们把它加入一烧杯水中,它几乎立即溶解,正是这种特性把它应用到碳纤维结构上,这是给自行车部件用的。

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这里是两块碳纤维布,左边含有石墨烯,右边没有。有石墨烯的这块布是由氧掺杂石墨烯与树脂混合然后浸渍到碳纤维布里面。当两块布同时对着光时,由图你可以看出浸渍有石墨烯的碳纤维布上几乎没有光线能够透过它,而普通碳纤维布上透光位置都是它潜在的薄弱点,因为那里没有碳纤维,只有树脂。可以看出浸渍石墨烯的布材质更加均匀,因为石墨烯增加了树脂的强度,它能以化学键的形式连接树脂和碳纤维,由此增加材料的强度。

有意思的是这种石墨烯树脂比普通的要轻很多,因为石墨烯表面积很大,实际上会减小树脂的密度,所以用同样量的树脂它会使碳纤维更强力,同时,他可以比普通碳纤维轻最高50%。

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目前世界上只有一个公司用这种材料生产车架。他们叫DASSI,这是一个英国精品品牌,目前每年生产不到100个车架。DASSI创始人有一些很庞大的计划,首先是减轻重量,上图这个车架有着羽量的700g重量,他有信心把重量降到350g,这意味着会比所有的自行车轻半千克左右,且350g可以是一个气动架。目前碳纤维工程师们有个必须接受的事实,当他们想要更复杂的管型时不得不增加车架的重量,比如空气动力学型车架,但有了石墨烯就不会有这个弊端,同时你的轻量化车架还是会很耐操。

如果这还不够吊,那还有更吊的,因为石墨烯是导体,他们正在计划做一个内置电路和传感器的车子,它可以收集各种骑行的数据,比如功率,扭矩之类的,至于Di2,EPS电变就更不用说了。

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由此可以看出石墨烯的确可能带来自行车材料的一次革命。但是,何时能上市又是一个漫长的等待,我们只能铺好路等它势不可当的闯入我们生活,毕竟,谁不想体验一下整车只有3kg的感觉呢?

 

 

原文来自GCN,Devil Fruit翻译