麻省理工學院新能源汽車成果
❶ 石墨烯作用和功效
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。在二維的石墨烯中,電子的質量彷彿是不存在的,這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用於研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動,從而必須用相對論量子力學來描述,這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向:一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗,可以在小型實驗室內用石墨烯進行。
零能隙的半導體主要是單層石墨烯,這種電子結構會嚴重影響到氣體分子在其表面上的作用。單層石墨烯較體相石墨表面反應活性增強的功能是由石墨烯的氫化反應和氧化反應結果顯示出來的,說明石墨烯的電子結構可以調變其表面的活性。另外,石墨烯的電子結構可以通過氣體分子吸附的誘導而發生相應的變化,其不但對載流子的濃度進行改變,同時可以摻雜不同的石墨烯。
感測器
石墨烯可以做成化學感測器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,根據部分學者的研究可知,石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。石墨烯是電化學生物感測器的理想材料,石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。
晶體管
石墨烯可以用來製作晶體管,由於石墨烯結構的高度穩定性,這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下,目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩定性;石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點,又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz,超過同等尺度的硅晶體管。
柔性顯示屏
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上,製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示,這是迄今為止「塊頭」最大的石墨烯塊。隨後,他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。
新能源電池
新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
海水淡化
石墨烯過濾器比其他海水淡化技術要使用的多。水環境中的氧化石墨烯薄膜與水親密接觸後,可形成約0.9納米寬的通道,小於這一尺寸的離子或分子可以快速通過。通過機械手段進一步壓縮石墨烯薄膜中的毛細通道尺寸,控制孔徑大小,能高效過濾海水中的鹽份。
儲氫材料
石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,使之成為儲氫材料的最佳候選者。
航空航天
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。2014年,美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件,可望透過特殊結構,讓感光能力比現有CMOS或CCD提高上千倍,而且損耗的能源也僅需原本10%。可應用在監視器與衛星成像領域中,可以應用於照相機、智能手機等。
❷ 哪位大神知道石墨烯是用來干什麼用的呢
石墨烯是一種發熱材料,可以持續釋放遠紅外生命光波,而且是對人體有益的喲,我老媽就用著烯時代的的石墨烯的理療護腰產品呢,石墨烯護腰產品對人體沒有害處
❸ 石墨烯應用哪方面都有產品嗎
石墨烯應用致力於發熱理療產品上面,烯旺科技做的特別的給力,用過幾次,效果到位,感覺很舒服
❹ 麻省理工提出全新電池設計,這一研究將增加電動汽車續航里程
眾所周知,隨著時代的快速發展,新能源汽車會有很大的可能在不久的將來,取代當前的燃油汽車,不過這都是後話。在當前如果要選擇一台新能源汽車,想必大家第一個要看的就是續航里程,換種說法就是這台車的動力電池的電量儲備,能支持它跑多久。
現在市場上的新能源純電動車型,大部分的續航里程都在400公里左右,也可以說400公里是純電動車型的及格線,如果你低於這個成績,將有很大可能導致銷量不佳。反過來說,如果你高於400公里,那麼你的銷量基本不會差。那麼近期有外媒報道麻省理工學院的研究人員,提出了電池的全新電極設計,這一研究會使電池的電量儲備獲得提升。
而且這種新電極設計,在安全性方面也會更好,由於該設計放棄使用傳統的液體或聚合物凝膠的電解質材料,在電池的充放電循環中,鋰離子通過電解質來回移動,採用全固態電解質可能比液體電解質更安全,因為液體電解質具有高揮發性,所以這也是導致鋰電池爆炸的根源所在。
到目前為止,該新電極的相關研究尚處於實驗室生產階段,麻省理工學院的研究團隊則表明將盡快實現規模化生產。由此我們可以預見,該新電池如果能在不久的將來投入商用,比如在電動汽車領域,那麼消費者將很有可能會買到續航里程媲美燃油車的電動汽車!
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
❺ 麻省理工學院的研究聲譽
麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology),簡稱麻省理工(MIT),坐落於美國馬薩諸塞州劍橋市(大波士頓地區),是世界著名私立研究型大學。美國麻省理工學院掃盲版介紹
麻省理工學院素以頂尖的工程學和計算機科學而著名,2017-18年度,MIT位列QS世界大學排名世界第一 、US News世界大學排名世界第二位、世界大學學術排名(ARWU)工程學世界第一、計算機科學第二,與斯坦福大學、加州大學伯克利分校一同被稱為工程科技界的學術領袖。
需要提醒的是,不要把麻省理工學院混為麻省大學。事實上,這是兩所完全不同的大學。麻省大學即馬薩諸塞大學(University of Massachusetts,簡稱UMass),是馬薩諸塞州的一所大型多校區公立大學。
麻省理工學院的工程系是最知名、申請人最多和最「難讀」的學系,並曾連續七屆獲得美國工科研究生課程冠軍,其中以電子工程專業名氣最強,緊跟其後的是機械工程。其餘的學科如物理學、化學、經濟學、哲學、政治學、建築學也都非常優秀。近數十年興起的供應鏈管理專業(Supply Chain Management)也是麻省理工的強項,MIT的MLOG(Master of Engineering in Logistics)項目已多年在全美排名第一。
麻省理工學院位於美國馬薩諸塞州劍橋市,屬於大波士頓地區,臨近哈佛大學。波士頓水域面積佔到了城市總面積的二分之一。查爾斯河,尼本賽特河,神秘河,切爾西溪,都流經波士頓或在波士頓與其他城市的邊界上。因此,波士頓常被人們稱為「美國的雅典」,風景怡人。
波士頓的金融業及咨詢業發展成熟,有很多世界級著名公司駐扎於此:吉列公司、千禧年醫葯、泰瑞達公司(Teradyne)、波士頓咨詢公司、富達投資(Fidelity)、美洲銀行、王者銀行 (Sovereign)、新百倫 (New Balance)、霍頓·米夫林出版社。這些公司都為麻省理工的畢業生提供了豐富的就業資源。
澳門賭王何鴻燊和四太梁安琪三子何猷君就是畢業於MIT,還有中國兩彈一星事業奠基人錢學森和搜狐創始人張朝陽等都是來自於MIT。
❻ 為什麼石墨烯稱為黑金,很有價值的嗎
首先,我們要明白什麼是石墨烯。石墨烯是一種新型納米材料,也是目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。它的一個分子由60個碳原子組成,形狀像一個空心足球,所以又叫「足球烯」。它有什麼用呢?我們先看一下網路的說法。
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證,例如電子無視障礙。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料,用於製造汽車、飛機和衛星。基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。
另一方面,新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
看完這些,我還要補充一點:由於它是一個空心結構,中間可以填入一個金屬原子,所以它在催化劑方面也是潛力無窮。
❼ 石墨烯已用於工業了嗎
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。
石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和葯物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。[1]英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)。[2] 2018年3月31日,中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動,該項目主要生產可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池(下稱石墨烯OPV),破解了應用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。[3]
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
基礎研究
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。在二維的石墨烯中,電子的質量彷彿是不存在的,這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用於研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動,從而必須用相對論量子力學來描述,這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向:一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗,可以在小型實驗室內用石墨烯進行。[39]
零能隙的半導體主要是單層石墨烯,這種電子結構會嚴重影響到氣體分子在其表面上的作用。單層石墨烯較體相石墨表面反應活性增強的功能是由石墨烯的氫化反應和氧化反應結果顯示出來的,說明石墨烯的電子結構可以調變其表面的活性。另外,石墨烯的電子結構可以通過氣體分子吸附的誘導而發生相應的變化,其不但對載流子的濃度進行改變,同時可以摻雜不同的石墨烯。[40]
感測器
石墨烯可以做成化學感測器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,根據部分學者的研究可知,石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。[41]石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。[42]石墨烯是電化學生物感測器的理想材料,石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。[6]
❽ 麻省理工學院的歷史及成果
麻省理工是當今世界上最富盛名的理工科大學,《紐約時報》筆下「全美最有聲望的學校」。
至2011年,先後有77位諾貝爾獎得主和45位羅德獎學金得主曾在麻省理工學院學習或工作。麻省理工學院的自然及工程科學在世界上享有盛譽,其管理學、經濟學、哲學、政治學、語言學也同樣優秀。另外,麻省理工研發高科技武器和美國最高機密的林肯實驗室、領先世界一流的計算機科學及人工智慧實驗室、世界尖端的媒體實驗室、和培養了許多全球頂尖首席執行官斯隆管理學院也都是麻省理工赫赫有名寶貴資產。
麻省理工學院於1861年由一位著名的自然科學家威廉·巴頓·羅傑斯創立。他希望能夠創建一個自由的學院來適應正快速發展的美國。由於南北戰爭,直到1865年麻省理工學院才迎來了第一批學生。隨後其在自然及工程領域迅速發展。在大蕭條時期,麻省理工學院曾一度被認為會同哈佛大學合並,但在該校學生的抗議之下,被迫取消了這一計劃。1916年麻省理工學院從波士頓遷往劍橋。麻省理工學院的中文譯名早在清朝時便有。近一個世紀來的發展,麻省理工學院已經發展成全世界極為重要的高科技知識殿堂及研發基地。因為二戰和冷戰,美國政府在自然及工程科學上大量投資,使得麻省理工學院在這段時間內迅速發展;過去50多年麻省理工也為美國政府製造許多威力極大的高科技武器。20世紀MIT最主要的成就是由傑·弗里斯特領導的旋風工程,其製造出了世界上第一台能夠實時處理資料的「旋風電腦」,並發明了磁芯存儲器。這為個人電腦的發展做出了歷史性的貢獻。而在1980年代,麻省理工大力幫助美國政府研發B-2幽靈隱形戰略轟炸機,顯示出先進的「精確飽和攻擊」能力。麻省理工亦贏得「戰爭學府」之美譽。
2006年,麻省理工學院研究人員以病毒建造電池,2006年度美國高等學府捐贈基金回報排名榜,此次麻省理工學院脫穎而出,以23%的回報率力壓排名第2的耶魯大學,名列全美能力最高的大學捐贈基金。另外,麻省理工也研發了世界上第一個有人類感情的機器人Kismet(Kismet)。2007年最新報告[21]指出麻省理工學院在對近代科學「革命」的貢獻目前領先世界第一,是目前21世紀培養諾貝爾獎得主最多的大學(過去六年共16位得主);同一筆報告指出,哈佛大學對科學研究的貢獻已在近年來衰弱了許多,而且哈佛傳統的教學方法在本世紀已跟不上麻省理工的先端高科技教法。
2007年1月,一位麻省理工生物系教授發現了一組最新的核糖核酸綱,這對未來基因的組合有偉大的突破。2007年4月,麻省理工電機系的一研究隊發明了不用電池就能使用的筆記本電腦[23],預計在不久的將來將會轟動整個電子市場。2007年5月,麻省理工一組太空科學研究隊發現了宇宙中最熱的行星(攝氏2040℃)。2007年6月,麻省理工學院宣布,他們已經運用電磁共振技術,不須使用電線,就能隔空傳輸電力,讓一顆六十瓦的燈泡發光。這意味手機、筆記型電腦等小家電,未來可以無線充電,無須再使用電池或充電插座。
2009年10月23日為配合提升美國經濟及應對金融危機的國策-新能源革命,美國總統奧巴馬在一拿到諾貝爾和平獎後親臨麻省理工考察並做了動員演講,再次凸顯麻省理工在美國及世界上引領新技術浪潮的領導地位。
❾ 石墨烯電池能用在電動車上嗎
石墨烯電池,利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出的一種新能源電池。
美國俄亥俄州的Nanotek儀器公司利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出一種新的電池。這種新的電池可把數小時的充電時間壓縮至短短不到一分鍾。分析人士認為,未來一分鍾快充石墨烯電池實現產業化後,將帶來電池產業的變革,從而也促使新能源汽車產業的革新。
發展前景
新型石墨烯電池實驗階段的成功,無疑將成為電池產業的一個新的發展點。電池技術是電動汽車大力推廣和發展的最大門檻,而電池產業正處於鉛酸電池和傳統鋰電池發展均遇瓶頸的階段,石墨烯儲能設備的研製成功後,若能批量生產,則將為電池產業乃至電動車產業帶來新的變革。[1]
由於其獨有的特性,石墨烯被稱為「神奇材料」,科學家甚至預言其將「徹底改變21世紀」。曼徹斯特大學副校長Colin Bailey教授稱:「石墨烯有可能徹底改變數量龐大的各種應用,從智能手機和超高速寬頻到葯物輸送和計算機晶元。」
最近美國加州大學洛杉磯分校的研究人員就開發出一種以石墨烯為基礎的微型超級電容器,該電容器不僅外形小巧,而且充電速度為普通電池的1000倍,可以在數秒內為手機甚至汽車充電,同時可用於製造體積較小的器件。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片,為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已製造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏,相信大規模商用指日可待。
另一方面,新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
❿ 電阻比銅更低 為世界上電阻最小的材料 石墨烯材料不適合做什麼
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證,例如電子無視障礙、實現幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的,是它那許多「極端」性質的物理性質。
因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料,電子在其中的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料,用於製造汽車、飛機和衛星。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基於已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片,為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已製造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏,相信大規模商用指日可待。
另一方面,新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用.