石墨烯將掀起電子科技下一場(chǎng)革命？

        新材料技術(shù)永遠都是科技行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)的重要推動(dòng)力，晶體硅的出現就曾讓電子科技行業(yè)繁榮了數十年。而目前石墨烯是公認的具有與硅晶體同等價(jià)值的新材料，也是已知的世上最薄、最堅韌的納米材料，石墨烯技術(shù)的飛速發(fā)展將有望締造下一個(gè)電子科技新時(shí)代。

上一場(chǎng)革命：晶體硅

如果說(shuō)20世紀初發(fā)明的電子管是近百年電子工業(yè)發(fā)展的起點(diǎn)，那么毫無(wú)疑問(wèn)20世紀中期美國貝爾實(shí)驗室發(fā)明的晶體管則是半個(gè)世紀以來(lái)電子工業(yè)得以蓬勃發(fā)展的助推器。相比電子管的笨重、能耗大、壽命短、噪聲大、制造工藝復雜，以晶體硅半導體為原材料的晶體管克服了這些缺陷，它的問(wèn)世問(wèn)世被譽(yù)為本世紀最偉大的發(fā)明之一，也是微電子革命的先驅。

正是電子晶體管的出現才讓微型集成電路技術(shù)出現爆炸性增長(cháng)，數十年來(lái)，微電子技術(shù)不僅在計算機、手機、消費電子產(chǎn)品中得到了廣泛應用，而且在汽車(chē)、工業(yè)控制、航空航天、醫療設備等無(wú)數專(zhuān)業(yè)電子設備中得到廣泛使用，通過(guò)讓機器設備微型化、自動(dòng)化、計算機化，將從根本上改變人類(lèi)的生活。

正因為微電子技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，才有了著(zhù)名的摩爾定律。根據摩爾定律的預測，集成電路芯片上所集成的電路數目，每隔18個(gè)月就翻一倍，而價(jià)格會(huì )下降一半?？v觀(guān)近幾十年來(lái)，無(wú)論是計算機硬件還是智能手機等一系列消費電子產(chǎn)品，性能都在飛速提升而價(jià)格則急劇下降，技術(shù)變革的速度往往超出人們的想象。

下一場(chǎng)革命：石墨烯

被譽(yù)為“21世紀的神奇材料”、“萬(wàn)能材料”的石墨烯自2004年首次從石墨中分離出來(lái)，到今天被業(yè)界廣泛追捧也就只有短短十年的時(shí)間，它的出現在科學(xué)界激起了巨大的波瀾，英國科學(xué)家還因此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是世界上已知最薄、最堅硬的納米材料，具有出色的韌性、導電性及導熱性。石墨烯由于提煉技術(shù)還不成熟，目前相關(guān)技術(shù)研究大多還處在實(shí)驗室階段，離大規模量產(chǎn)還有相當于距離，因此它也是被號稱(chēng)價(jià)格10倍于黃金的納米材料。

由于石墨烯具有比晶體硅有更好的導電性及導熱性，效率可比硅至少高100倍，因此也被認為是最有可能替代硅材料而成為未來(lái)微型集成電路的新型材料。正如華為創(chuàng )始人任正非所說(shuō)：這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代!

石墨烯應用前景展望

正因為石墨烯在新能源、新材料、電子科技、航天軍工等領(lǐng)域有著(zhù)非常大的潛在應用價(jià)值，近年來(lái)受到學(xué)界、政府、資本的重視與追捧。無(wú)論是歐洲、美國，還是亞太地區，目前都緊急將石墨烯技術(shù)提升到一個(gè)未來(lái)技術(shù)創(chuàng )新競爭的戰略高度。2013年歐盟將石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來(lái)新興旗艦技術(shù)項目”，每項計劃將在未來(lái)10年內分別獲得10億歐元的研究經(jīng)費。

作為最薄、最堅硬、導電性最好且擁有強大靈活性的納米材料，基于石墨烯材料的新能源電池功率密度比鋰電池高100倍，能量?jì)Υ婷芏缺葌鹘y超級電容高30倍，是目前高性能電池升級的一個(gè)重要方向。

隨著(zhù)目前智能手機芯片更快、屏幕更大、功能更多，手機耗電量也在飛速增長(cháng)，而受于體積及重量、外觀(guān)設計的限制，手機電池技術(shù)的瓶頸越來(lái)越明顯，而石墨烯電池的應用將有望讓智能手機、可穿戴設備及電動(dòng)汽車(chē)等一系列前沿高科技產(chǎn)品的體積及性能、成本及續航能力等有重大突破。

此外，石墨烯作為世界上最薄、機械強度最高的納米材料，具有高透光性和高導電性，將其用于手機屏幕將使未來(lái)的手機更薄，視覺(jué)效果更好，甚至具備透明屏幕的酷炫效果。

石墨烯納米材料本身的天然特性決定了，其可在復合材料、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、生物醫藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。隨著(zhù)技術(shù)的成熟度越來(lái)越高以及資本市場(chǎng)、政府政策的大力推動(dòng)，預計不用很久石墨烯將可能掀起電子科技領(lǐng)域的下一場(chǎng)革命。