（文章來源：知新了了）

石墨烯可能是世界上最有用的材料之一。雖然，它只有一個碳原子那么厚，但它比鋼強(qiáng)很多倍，而且非常靈活。自從2004年研究人員首次將其分離出來，涉及石墨烯的專利清單每年都呈指數(shù)級增長。估計(jì)用不了多久，這種超級材料就會引發(fā)一場可能真正改變世界的技術(shù)革命。我們匯總了一些在不久的將來值得期待的幾項(xiàng)意義深遠(yuǎn)的石墨烯發(fā)明。

曼徹斯特大學(xué)的安德烈海姆（Andre Geim）及其同事曾因分離石墨烯而獲得諾貝爾獎。他們的研究表明，石墨烯可以用來制造由從空氣中提取的氫提供動力的移動發(fā)電機(jī)。Geim的研究小組發(fā)現(xiàn)，盡管石墨烯即使對最小的原子也是不可滲透的，但它可以用來篩選被剝離電子的氫原子。

這意味著，石墨烯薄膜可以用來極大地提高質(zhì)子傳導(dǎo)膜的效率，質(zhì)子傳導(dǎo)膜是燃料電池技術(shù)的重要組成部分。科學(xué)家設(shè)想，未來汽車可以僅靠環(huán)境空氣中微量的氫氣提供動力。安德烈海姆表示：“從本質(zhì)上講，你從大氣中抽出燃料并從中獲得電力。”

與燃料電池相同的不滲透性提高了石墨烯的其他潛在用途，包括將蚊子拒之門外。在這個應(yīng)用中，研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種途徑來阻止這些致命的昆蟲。布朗大學(xué)（Brown University）的研究人員發(fā)現(xiàn)，多層石墨烯可以阻止蚊子感知皮膚或汗液相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的能力，這為處理蚊子提供了一種不尋常的非化學(xué)方法。最重要的是，這些層提供了一個蚊子根本無法咬穿的物理屏障。

研究人員表示，有了石墨烯，蚊子甚至都不會落在皮膚上。科學(xué)家原本以為石墨烯只是一種物理屏障，通過抗刺穿作用，阻止蚊子叮咬，但當(dāng)看到這些實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)它也是一種化學(xué)屏障，可以阻止蚊子感知到有人在那里。下一步是創(chuàng)造一種石墨烯屏障，這種屏障在潮濕的時候和干燥的時候一樣有效，因?yàn)槲米涌梢栽诳椢锍睗駮r讓它們的纖維束或進(jìn)食裝置穿過織物。

石墨烯甚至可以幫助解決世界水危機(jī)。由石墨烯制成的膜既可以讓水通過，但又足以過濾掉鹽。換句話說，石墨烯可以徹底改變海水淡化技術(shù)。麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，這種材料的透水率比傳統(tǒng)的反滲透膜高幾個數(shù)量級，納米多孔石墨烯可能在水凈化方面發(fā)揮有價值的作用。

事實(shí)上，有一種類型的石墨烯已經(jīng)被證明在水過濾方面非常有效，它使悉尼港的水樣在通過過濾器一次后就可以安全飲用。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的研究人員使用了一種名為“GrapHair”的石墨烯形式，使海水經(jīng)過單一處理后可以飲用。

CSIRO的科學(xué)家表示，這項(xiàng)技術(shù)只需一步，就可以制造出干凈的飲用水，無論它有多臟。我們需要的只是熱量、石墨烯、膜過濾器和一個小水泵。我們希望可以在發(fā)展中國家開始實(shí)地試驗(yàn)。

2019年，發(fā)表在“材料科學(xué)與工程C”（Material Science&Engineering C）上的另外一項(xiàng)研究，將這一概念又向前推進(jìn)了一步，使得氯化的需求變得過時。來自俄羅斯國立科技大學(xué)（MISIS）和其他科學(xué)家的研究表明，將氧化石墨烯注入含有大腸桿菌的溶液中，石墨烯通過形成薄片“捕獲”細(xì)菌。一旦從溶液中撈出薄片，水就可以飲用，石墨烯甚至可以重復(fù)使用。

請忘記硅谷吧！未來可能就在石墨烯谷（Graphene Valley）。今天，我們的電子設(shè)備依賴硅作為關(guān)鍵元件，但硅制成的晶體管正在接近它們可以發(fā)揮作用的最小尺寸，這意味著我們設(shè)備的速度很快就會觸底。然而，石墨烯的超薄性質(zhì)可能是這個問題的答案。也許用不了多久，石墨烯就會取代我們電子設(shè)備中的硅，使它們比以往任何時候都更快。

石墨烯還將使制造超薄、靈活的觸摸屏成為可能，而這種觸摸屏幾乎牢不可破。你再也不用擔(dān)心會打碎你的智能手機(jī)了。2018年，麻省理工學(xué)院(MIT)和哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有更驚人的電子特性。它可以在兩種極端情況下調(diào)節(jié)：作為絕緣體或超導(dǎo)體。換句話說，同樣的材料既可以阻擋電子的流動，也可以無阻力地傳導(dǎo)電流。

麻省理工學(xué)院物理學(xué)家表示，我們現(xiàn)在可以將石墨烯作為研究非常規(guī)超導(dǎo)性的新平臺。人們可以想象用石墨烯制造超導(dǎo)晶體管，你可以打開和關(guān)閉它，從超導(dǎo)到絕緣。這為量子器件打開了許多可能性。經(jīng)典科幻動作電影《鐵血戰(zhàn)士》中，外星刺客有能力通過熱紅外線看到世界。密歇根大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種石墨烯隱形眼鏡，佩戴者可以感知整個紅外光譜 —— 外加可見光和紫外線。

專家們表示，如果我們把它與隱形眼鏡或其他可穿戴電子設(shè)備結(jié)合起來，它會擴(kuò)展你的視野，它為你提供了另一種與環(huán)境互動的方式。石墨烯甚至可能有能力改善你的性生活。石墨烯制成的避孕套可以更為超薄，這意味著能夠獲得更多的感覺。而且，它們也是超級堅(jiān)固的，這意味著它們不太可能破裂，這是對任何避孕套的真正考驗(yàn)。

2013年，領(lǐng)導(dǎo)石墨烯避孕套研究的材料科學(xué)家阿拉文德·維賈亞拉格哈萬表示，如果這個項(xiàng)目成功，我們可能會使用石墨烯，它將以最親密的方式接觸我們的日常生活。

對石墨烯避孕套的追求比一些倡導(dǎo)者預(yù)期的要慢，但它仍然在進(jìn)行。比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會（Bill And Melinda Gates Foundation）在2013年資助石墨烯避孕套的研究時掀起了波瀾，雖然這一努力有點(diǎn)停滯不前，但它已經(jīng)顯示出足夠的希望來賺取額外的資金。與此同時，至少有一家公司加入了這一潮流，推出了“石墨烯靈感的避孕套”，這種避孕套實(shí)際上并不使用石墨烯，而是借用了它的六邊形結(jié)構(gòu)。

因?yàn)槭缀跏遣豢蓾B透的，有一天，石墨烯涂料可以用來消除腐蝕和生銹。研究人員甚至表示，用石墨烯涂料覆蓋的玻璃器皿或銅板可以用作強(qiáng)腐蝕性酸的容器。開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的研究人員稱，石墨烯涂料很有可能成為一種真正具有革命性的產(chǎn)品，適用于任何類型的工業(yè)，包括空氣、天氣因素或腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的防護(hù)。這些行業(yè)包括，醫(yī)療、電子和核工業(yè)，甚至造船業(yè)等等。

由于新型石墨烯電極技術(shù)的發(fā)展，發(fā)光的墻壁可能很快取代燈泡，還可以使顯示器比現(xiàn)在更薄。這種發(fā)光的“墻紙”提供了比電燈泡更舒適、更可調(diào)節(jié)的房間光線，而且更為節(jié)能。想想一下，沒有什么東西比發(fā)光的“電子爭霸戰(zhàn)”般的墻壁更具有未來感。專家們表示，用石墨烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電極，未來的元件將更容易回收，因此對環(huán)境更有吸引力。
（責(zé)任編輯：fqj）