麻省理工学院新能源汽车成果
❶ 石墨烯作用和功效
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。
零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。
传感器
石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
晶体管
石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。
柔性显示屏
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示,这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后,他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。
新能源电池
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
海水淡化
石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后,可形成约0.9纳米宽的通道,小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸,控制孔径大小,能高效过滤海水中的盐份。
储氢材料
石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之成为储氢材料的最佳候选者。
航空航天
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年,美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件,可望透过特殊结构,让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍,而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中,可以应用于照相机、智能手机等。
❷ 哪位大神知道石墨烯是用来干什么用的呢
石墨烯是一种发热材料,可以持续释放远红外生命光波,而且是对人体有益的哟,我老妈就用着烯时代的的石墨烯的理疗护腰产品呢,石墨烯护腰产品对人体没有害处
❸ 石墨烯应用哪方面都有产品吗
石墨烯应用致力于发热理疗产品上面,烯旺科技做的特别的给力,用过几次,效果到位,感觉很舒服
❹ 麻省理工提出全新电池设计,这一研究将增加电动汽车续航里程
众所周知,随着时代的快速发展,新能源汽车会有很大的可能在不久的将来,取代当前的燃油汽车,不过这都是后话。在当前如果要选择一台新能源汽车,想必大家第一个要看的就是续航里程,换种说法就是这台车的动力电池的电量储备,能支持它跑多久。
现在市场上的新能源纯电动车型,大部分的续航里程都在400公里左右,也可以说400公里是纯电动车型的及格线,如果你低于这个成绩,将有很大可能导致销量不佳。反过来说,如果你高于400公里,那么你的销量基本不会差。那么近期有外媒报道麻省理工学院的研究人员,提出了电池的全新电极设计,这一研究会使电池的电量储备获得提升。
而且这种新电极设计,在安全性方面也会更好,由于该设计放弃使用传统的液体或聚合物凝胶的电解质材料,在电池的充放电循环中,锂离子通过电解质来回移动,采用全固态电解质可能比液体电解质更安全,因为液体电解质具有高挥发性,所以这也是导致锂电池爆炸的根源所在。
到目前为止,该新电极的相关研究尚处于实验室生产阶段,麻省理工学院的研究团队则表明将尽快实现规模化生产。由此我们可以预见,该新电池如果能在不久的将来投入商用,比如在电动汽车领域,那么消费者将很有可能会买到续航里程媲美燃油车的电动汽车!
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❺ 麻省理工学院的研究声誉
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology),简称麻省理工(MIT),坐落于美国马萨诸塞州剑桥市(大波士顿地区),是世界著名私立研究型大学。美国麻省理工学院扫盲版介绍
麻省理工学院素以顶尖的工程学和计算机科学而著名,2017-18年度,MIT位列QS世界大学排名世界第一 、US News世界大学排名世界第二位、世界大学学术排名(ARWU)工程学世界第一、计算机科学第二,与斯坦福大学、加州大学伯克利分校一同被称为工程科技界的学术领袖。
需要提醒的是,不要把麻省理工学院混为麻省大学。事实上,这是两所完全不同的大学。麻省大学即马萨诸塞大学(University of Massachusetts,简称UMass),是马萨诸塞州的一所大型多校区公立大学。
麻省理工学院的工程系是最知名、申请人最多和最“难读”的学系,并曾连续七届获得美国工科研究生课程冠军,其中以电子工程专业名气最强,紧跟其后的是机械工程。其余的学科如物理学、化学、经济学、哲学、政治学、建筑学也都非常优秀。近数十年兴起的供应链管理专业(Supply Chain Management)也是麻省理工的强项,MIT的MLOG(Master of Engineering in Logistics)项目已多年在全美排名第一。
麻省理工学院位于美国马萨诸塞州剑桥市,属于大波士顿地区,临近哈佛大学。波士顿水域面积占到了城市总面积的二分之一。查尔斯河,尼本赛特河,神秘河,切尔西溪,都流经波士顿或在波士顿与其他城市的边界上。因此,波士顿常被人们称为“美国的雅典”,风景怡人。
波士顿的金融业及咨询业发展成熟,有很多世界级著名公司驻扎于此:吉列公司、千禧年医药、泰瑞达公司(Teradyne)、波士顿咨询公司、富达投资(Fidelity)、美洲银行、王者银行 (Sovereign)、新百伦 (New Balance)、霍顿·米夫林出版社。这些公司都为麻省理工的毕业生提供了丰富的就业资源。
澳门赌王何鸿燊和四太梁安琪三子何猷君就是毕业于MIT,还有中国两弹一星事业奠基人钱学森和搜狐创始人张朝阳等都是来自于MIT。
❻ 为什么石墨烯称为黑金,很有价值的吗
首先,我们要明白什么是石墨烯。石墨烯是一种新型纳米材料,也是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。它的一个分子由60个碳原子组成,形状像一个空心足球,所以又叫“足球烯”。它有什么用呢?我们先看一下网络的说法。
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证,例如电子无视障碍。
在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料,用于制造汽车、飞机和卫星。基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。
另一方面,新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
看完这些,我还要补充一点:由于它是一个空心结构,中间可以填入一个金属原子,所以它在催化剂方面也是潜力无穷。
❼ 石墨烯已用于工业了吗
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。[1]英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。[2] 2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。[3]
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
基础研究
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。[39]
零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。[40]
传感器
石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。[41]石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。[42]石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。[6]
❽ 麻省理工学院的历史及成果
麻省理工是当今世界上最富盛名的理工科大学,《纽约时报》笔下“全美最有声望的学校”。
至2011年,先后有77位诺贝尔奖得主和45位罗德奖学金得主曾在麻省理工学院学习或工作。麻省理工学院的自然及工程科学在世界上享有盛誉,其管理学、经济学、哲学、政治学、语言学也同样优秀。另外,麻省理工研发高科技武器和美国最高机密的林肯实验室、领先世界一流的计算机科学及人工智能实验室、世界尖端的媒体实验室、和培养了许多全球顶尖首席执行官斯隆管理学院也都是麻省理工赫赫有名宝贵资产。
麻省理工学院于1861年由一位著名的自然科学家威廉·巴顿·罗杰斯创立。他希望能够创建一个自由的学院来适应正快速发展的美国。由于南北战争,直到1865年麻省理工学院才迎来了第一批学生。随后其在自然及工程领域迅速发展。在大萧条时期,麻省理工学院曾一度被认为会同哈佛大学合并,但在该校学生的抗议之下,被迫取消了这一计划。1916年麻省理工学院从波士顿迁往剑桥。麻省理工学院的中文译名早在清朝时便有。近一个世纪来的发展,麻省理工学院已经发展成全世界极为重要的高科技知识殿堂及研发基地。因为二战和冷战,美国政府在自然及工程科学上大量投资,使得麻省理工学院在这段时间内迅速发展;过去50多年麻省理工也为美国政府制造许多威力极大的高科技武器。20世纪MIT最主要的成就是由杰·弗里斯特领导的旋风工程,其制造出了世界上第一台能够实时处理资料的“旋风电脑”,并发明了磁芯存储器。这为个人电脑的发展做出了历史性的贡献。而在1980年代,麻省理工大力帮助美国政府研发B-2幽灵隐形战略轰炸机,显示出先进的“精确饱和攻击”能力。麻省理工亦赢得“战争学府”之美誉。
2006年,麻省理工学院研究人员以病毒建造电池,2006年度美国高等学府捐赠基金回报排名榜,此次麻省理工学院脱颖而出,以23%的回报率力压排名第2的耶鲁大学,名列全美能力最高的大学捐赠基金。另外,麻省理工也研发了世界上第一个有人类感情的机器人Kismet(Kismet)。2007年最新报告[21]指出麻省理工学院在对近代科学“革命”的贡献目前领先世界第一,是目前21世纪培养诺贝尔奖得主最多的大学(过去六年共16位得主);同一笔报告指出,哈佛大学对科学研究的贡献已在近年来衰弱了许多,而且哈佛传统的教学方法在本世纪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发现了一组最新的核糖核酸纲,这对未来基因的组合有伟大的突破。2007年4月,麻省理工电机系的一研究队发明了不用电池就能使用的笔记本电脑[23],预计在不久的将来将会轰动整个电子市场。2007年5月,麻省理工一组太空科学研究队发现了宇宙中最热的行星(摄氏2040℃)。2007年6月,麻省理工学院宣布,他们已经运用电磁共振技术,不须使用电线,就能隔空传输电力,让一颗六十瓦的灯泡发光。这意味手机、笔记型电脑等小家电,未来可以无线充电,无须再使用电池或充电插座。
2009年10月23日为配合提升美国经济及应对金融危机的国策-新能源革命,美国总统奥巴马在一拿到诺贝尔和平奖后亲临麻省理工考察并做了动员演讲,再次凸显麻省理工在美国及世界上引领新技术浪潮的领导地位。
❾ 石墨烯电池能用在电动车上吗
石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。
美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为,未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。
发展前景
新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。[1]
由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称:“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”
最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,该电容器不仅外形小巧,而且充电速度为普通电池的1000倍,可以在数秒内为手机甚至汽车充电,同时可用于制造体积较小的器件。
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年,平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片,为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏,相信大规模商用指日可待。
另一方面,新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
❿ 电阻比铜更低 为世界上电阻最小的材料 石墨烯材料不适合做什么
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证,例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。但更令人感兴趣的,是它那许多“极端”性质的物理性质。
因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,石墨烯也有着全新的电学属性。石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料,用于制造汽车、飞机和卫星。
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年,平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片,为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏,相信大规模商用指日可待。
另一方面,新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用.