·与贾的对话 贾和用石墨烯冷却薄膜
信用:CTAM全球开放实验室，作者提供 从石器时代到青铜时代和铁器时代，人类文明史上的每个时代都有一种标志性的材料
我们甚至可以称今天的信息驱动社会为硅时代
自20世纪60年代以来，构成微芯片的硅纳米结构推动了电子、通信、制造、医药等领域的发展
这些纳米结构有多小？非常非常小——你可以在一根头发的尖端安装至少3000个硅晶体管
但是有一个限制:低于大约5纳米(百万分之五毫米)，很难进一步提高硅器件的性能
因此，如果我们即将耗尽硅纳米材料的潜力，我们的下一个标志性材料将是什么？这就是“原子材料”的来源
什么是原子材料？ “原子材料”是“原子材料”的简称，之所以这样称呼是因为它们的性质取决于原子的精确构型
这是一个新的但发展迅速的领域
石墨烯就是一个例子，它是由碳原子组成的
与碳原子形成刚性三维结构的金刚石不同，石墨烯由单层碳原子组成，在二维蜂窝状网格中结合在一起
钻石坚硬的结构是其著名的硬度和寿命的原因，使其成为高端钻头和昂贵珠宝的完美材料
相比之下，石墨烯中碳原子的二维形式允许电子高速无摩擦地行进，从而提供超高的导电性和出色的平面机械强度
因此，石墨烯在医药、电子、能量存储、光处理和水过滤方面有着广泛的应用
利用激光，我们可以将这些原子结构制成性能卓越的微型器件
利用原子材料，我们的实验室在不同的发展阶段进行了一系列的创新
它们包括: 神奇的冷却膜
这种薄膜可以在不使用任何电力的情况下将环境温度降低10℃
通过将这种薄膜集成到建筑中，空调用电可以减少35%，夏季停电可以有效地停止
这不仅能节省电费，还能减少温室气体排放
吸热薄膜
地球上大约97%的水在海洋中，如果不进行昂贵的处理，这些水是咸的，无法使用
有效去除海水中的盐分可能是解决全球淡水日益匮乏的长期办法
有了太阳能石墨烯薄膜，这个过程可以变得非常高效
这种薄膜吸收几乎所有照射在它上面的阳光，并将其转化为热量
温度可在30秒内升至160℃
这种热量可以蒸馏海水，效率大于95%，蒸馏水比自来水更干净
这种低成本技术可适用于国内和工业应用
智能传感薄膜
这些柔性原子材料薄膜可以包含广泛的功能，包括环境传感、通信和能量存储
它们在医疗保健、体育、先进制造、农业和其他领域有着广泛的应用
例如，智能薄膜可以监测植物根部附近的土壤湿度，从而有助于提高农业用水效率
超薄、超轻镜片
手机相机最大的部分是镜头，因为它需要由具有特殊光学特性的厚玻璃制成
但是由石墨烯制成的透镜只有百万分之一毫米厚，仍然能提供极好的图像质量
这种镜头可以极大地降低从手机到太空卫星的所有东西的重量和成本
近即时电源
我们用石墨烯开发了一种环保的超级电容器，可以在几秒钟内给设备充电，寿命可达数百万次充电周期
通过将它连接到太阳能电池的背面，它可以随时随地储存和输送太阳能
你将是自由的，真正的移动
石墨烯超级电容器可以帮助移动电源名副其实
信用:CTAM全球开放实验室，作者提供 下一步去哪里？ 这些实验室技术可能需要数年才能实现
为了加快这一进程，我们建立了CTAM全球开放实验室，与工业界、学术界、政府和更广泛的社区合作，促进共享和协作
该实验室于本月早些时候在纳米材料和原子材料科学与应用国际会议上成立
世界正面临紧迫的挑战，从气候变化到能源和资源短缺，再到我们的健康和福祉
材料创新比以往任何时候都更加重要，需要更加高效、设计驱动和环保
但是，这些挑战只能通过全球研究人员、企业、行业和政府以共享和开放的心态共同努力来解决
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