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諾基亞研究石墨烯的真相:不是為了更硬,而是為了更軟

鉅大LARGE  |  點擊量:1291次  |  2019年03月01日  

有消息稱,芬蘭手機巨頭諾基亞剛剛從歐盟的未來與新興技術組織(FET)獲得了13.5億美元研究經費,該經費將用于石墨烯材料(Graphene)的研究。石墨烯是已知材料中最薄的一種,只有一個原子那么厚,但卻具有相當大的硬度,比鋼鐵堅硬300倍。那么,諾基亞研究這種物質是為什么呢?難道只是為了讓諾基亞一直保持這個位面上最耐摔的手機的稱號嗎?

我們先來了解石墨烯是什么樣的一種東西:

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平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,而證實它可以單獨存在,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”為由,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光";導熱系數高達5300W/m·K,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s,又比納米碳管或硅晶體*高,而電阻率只約10-6Ω·cm,比銅或銀更低,為目前世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低,電子跑的速度極快,因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。(Via維基百科)

諾基亞將會把石墨烯應用在哪些方面呢?我們找到了一個由諾基亞研究中心編寫的石墨烯在手機中應用的PDF文件,從中可以看到Nokia對這種新型材料的設想

提升現有手機的性能、降低成本,例如取代在液晶顯示器觸控面板中廣泛使用的透明ITO(氧化銦錫)導電層,以及用于其他高頻電子元器件中;

在未來的概念手機設計中(如諾基亞一直在開發的柔性手機),諾基亞還考慮將石墨烯應用于線路板、柔性材料以及一體化多點感應平臺;

從下圖的柔性產品概念圖中可以看到,諾基亞看中的是石墨烯的柔韌性、可拉伸性以及可變形特性,也就是說,諾基亞研究石墨烯材料不是為了讓自己的手機變得更硬,而是讓自己的手機變得更軟!

由于石墨烯實質上是一種透明、良好的導體,也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、超級電容甚至是透明電池中的電極材料。

或者用于制作更薄的觸摸屏。圖中可見,這種觸摸屏包含一層50納米厚的DLC防掛材料、一層700納米厚的聚對二甲苯涂層、一層200納米厚的石墨烯導電層、一層200微米厚的PET材料,整個觸摸屏厚度僅為0.2毫米。此外,諾基亞還計劃利用石墨烯研發觸覺反饋設備,比如說,當你的手機屏幕上顯示出一副絲綢的圖片,你觸摸屏幕時會有摸到絲綢的順滑感覺。是不是很神奇呢?

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