第180章 石墨烯

六月的江南，阳光已经十分晒人了。 江辰走下车，抬手遮挡住着耀眼的太阳，快步走进实验室。 他从无人机项目完成以后，就被电池项目吸引了注意力。 无人机的专用电池研发并不是很理想。 项目组取得了一定的成果，但是突破成都并不大，没有达到江辰的预期。 因此他还特意去查看了研发的过程以及实验经过。 根据系统出产的锂离子电池技术做出的固态电池相较于传统电池，密度更高，充电速度更快，安全性更高。 也只是从50分走到了70分，并没有产生质变。 这就好比用锂离子电池技术作为新能源车的动力来源，传统电池能做到续航500公里，而它能做到800公里。 这不是储能技术的质变，仅仅是前进了一步，仅此而已。 江辰此时来了兴趣，他想要试一试将储能技术向前推动一大步。 反正在学术上做出一些成绩，化学也是一个非常容易出成果的专业。 而且材料的研发成果全部来自化学，材料的重要性不言而喻，星辰的芯片能够落实，材料研发是重要的一环。 星辰很早就意识到材料科学对于技术创新和产品竞争力的重要性，于是积极资助材料项目并招揽了一批材料专业人才。 公司的实验大楼内，首个建立起来的便是材料部门。 材料部门下设有多个子部门，涵盖了金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料以及复合材料等多个领域。 这些子部门汇聚了不同领域的专业人才，他们共同致力于研究和开发新型材料，为公司的产品提供强大的材料支持。 经过不断的努力和研究，其中一些材料已经被成功应用在公司的产品当中，为公司带来了显着的性能提升和市场竞争力。 江辰这次想要在电池储能技术上有所突破，那么材料必须先一步完成。 因此，他将目光投向了石墨烯这一被誉为“未来革命性材料”的神奇物质。 石墨烯是碳的同素异形体，以其独特的光学、电学和力学特性而备受瞩目，不过这些性能有些还没有被发现。 江辰可是知道，它在材料学、微纳米加工、能源以及生物医疗等领域都具有重要的应用前景。 2004年，英国物理学家才第一次成功从石墨中分离出了石墨烯，并开展了相关研究。 现在全球对于这一材料还没有那么关注，相关特性都还没有被发现，这不刚好给了他机会。 石墨烯的制备过程并不复杂，但现有的制备方法大多成本高昂，且难以实现商业化应用。 江辰之所以瞄准了石墨烯，就是因为他的优良性能。 当它作为添加剂加入到电池当中，能够有效提高电池容量和导电性，极大的提升电极材料的电子传导速度。 石墨烯也能进一步提升充电速率，同时还能使电池在放电过程中结构更加稳定，大大延长电池的循环寿命。 后来的新能源车电池，最被大家诟病的两大缺点，一个就是电池寿命，这在石墨烯商业应用后会得到改善。 而另一个缺点就是安全性，层出不穷的电池自燃事件让很多人都非常担心。 而石墨烯的热稳定性和化学稳定性能有效的防止电池过热和起火。 最重要的一点，石墨烯的柔韧性很好，能够制备成柔性电池，适应不同形状和尺寸的设备。 这个优点让电池的应用面大大拓宽了。 江辰踏入实验室的那一刻，他迅速反锁了实验室的大门，确保自己能够在一个不受干扰的环境中专注于实验。 江辰今天要复刻的是约翰牛科学家曾经进行过的实验，制备石墨烯。 在石墨烯的制备方法中有四种，分别是机械剥离法，化学气相沉积法，氧化还原法和外延生长法。 江辰选择了第一种机械剥离法。 这种方法虽然操作相对繁琐，但是制备出的石墨烯质量最高，最适合实验室研究领域。 机械剥离法的基本原理是利用物理和石墨烯之间的摩擦和相对运动来得到石墨烯。 江辰需要先将石墨原料放置在特殊的基板上，然后使用胶带等工具在石墨表面进行反复剥离，直到得到单层或多层的石墨烯。 这个过程需要极高的精确度和耐心，因为任何微小的失误都可能影响到石墨烯的质量和性能。 江辰开始了他的实验。 他先将石墨原料放置在干净的基板上，然后小心翼翼地用胶带在石墨表面进行剥离。 他全神贯注地观察着每一次剥离的过程，确保每一次剥离都尽可能地均匀和准确。 他的动作轻柔而有力，仿佛在雕琢一件艺术品。 随着实验的深入进行，江辰逐渐感受到了石墨烯的神秘魅力。 他看着那些从石墨中剥离出来的薄薄的石墨烯片层，心中充满了敬畏和好奇。 他知道，这些看似微不足道的片层将会在未来的科技领域中发挥巨大的作用。 经过数小时的辛勤努力，江辰终于成功制备出了高质量的石墨烯。 他小心地将石墨烯片层放置在显微镜下观察，只见它们呈现出一种独特的二维结构，晶莹剔透，宛如薄纱般轻盈。 江辰的脑海中突然闪过一丝灵光，对啊，现在的石墨烯还不是后来的未来新材料之王，仅仅是一种未知材料，诞生时间也没几年。 那他完全可以就此展开一系列研究工作，石墨烯的相关研究可不少，还能够涉及到量子力学和凝聚态物理学领域。 江辰立刻按照记忆当中的实验环境开始布置。 没记错的话，石墨烯可是具备整数量子霍尔效应和常温条件下的量子霍尔效应。 这个现象的发现者也顺利拿到了诺贝尔物理学奖。 量子霍尔效应是指低温和强磁场下，二维电子气体在横向电场作用下出现的电导率量子化现象。 正是这个现象为量子力学和凝聚态物理学的研究做出了重要贡献。 它证实了石墨烯具备特殊的电子输运性质。 石墨烯也因为这一特性一举奠定了在能源存储领域的地位。