第一篇：作文《未來的水》（大全）

投稿班級:三年級（2）班

投稿時間：2013年6月20日

投稿內(nèi)容：優(yōu)秀作文

班主任：賢追

未 來 的 水

嘿，朋友，你知道水在地球上占幾分之幾嗎？告訴你，水在地球上占三分之二，雖然水資源很豐富，但是淡水很少，而且總有一天會用完。但是未來通過我們的發(fā)明，水是永遠用不完的喲！

未來我們發(fā)明一種神奇的物質(zhì)，將它倒入海水中，那又苦又澀的海水立刻就會變成甘甜的淡水；那時你洗衣服、洗臉、洗頭發(fā)的臟水只要滴上一滴，第二天早上，你就能拿出來喝了。

未來，還有一種特別的水，只要把它凍成冰，做成各種東西的模型，涂上一層特殊的物質(zhì)，永遠也不會化呢！用那樣的冰做成的房子晶瑩剔透，冬天，是一塊折光鏡，外面再怎么冷，房里也是暖洋洋的。夏天，住在這樣的房子里冰涼涼的，讓我們不再感覺熱。

世界上有些地方發(fā)洪水，而有些地方干旱，未來我們就再也不會為這種事發(fā)愁了，因為我們可以將洪水收集壓縮起來，很容易就能帶到干旱的地方，讓它化解成一條條小河，讓干旱的地方變成綠洲。

在我的夢想中，水的作用無處不在，它可以根據(jù)我們的需要，變得五顏六色、千姿百態(tài)，讓我們的生活變得越來越多姿多彩我一定要好好學(xué)習(xí)，為未來作貢獻。

第二篇：《未來水世界》觀后感

《未來水世界》觀后感

生在中原，長在中原的我，從小就聽說許多關(guān)于海的美麗傳說，從小就向往著能看一看漂亮的大海，希望能在海灘有所自己的房子，能天天在沙灘上玩耍！“海風(fēng)你輕輕地吹，海浪你輕輕地搖”、“晚風(fēng)輕拂澎湖灣，白浪逐沙灘，沒有椰林綴斜陽，只是一片海藍藍.......陽光沙灘海浪仙人掌，還有一位老船長”，這些美好畫面，不僅是我童年的美好幻想，至今我還是多么想去看海啊！

看過《未來水世界》后，我的心久久不能平靜，那么美麗的大海，突然變的那么恐怖，地球兩極冰層融化，世界變得汪洋一片，人們只有在水上生活。沒水喝，沒東西吃，連土壤都那么珍貴！即使是這樣，人類的戰(zhàn)爭還是不能停止，不能好好愛這個世界，多么諷刺??！

水世界讓人看的心情沉重，對人類的未來悲觀不已。人類依然還是廝殺不止，依然還是瘋狂掠奪資源，絲毫沒有警醒的意思。就像今天的人們，大家都知道溫室效應(yīng)，都知道二氧化碳排放是犧牲未來贏取今天的發(fā)展，所有人都知道，但是又有誰做出了實質(zhì)的動作改變這種狀況呢，除了環(huán)保主義無力的呼喊以外。目前，世界各國都被捆綁在一個問題上就是互拼發(fā)展，互相攀比，一直在消耗著未來子孫的資源，滿足今天人民的欲望，所有的聲音都是發(fā)展發(fā)展再發(fā)展。大家都被彼此捆綁，無法停止，我想悲劇就是這樣一步步發(fā)生的。真怕“未來水世界”將不是純屬虛構(gòu)的影視藝術(shù)！

影片中，最讓我心痛難受的，不是他們廝殺或無吃無喝死掉的殘忍場面，不是男主人公以身釣魚的驚險恐怖，而是那極具諷刺味的演講，當(dāng)海盜們抓到小女孩自以為要找到陸地時，海盜頭領(lǐng)帝剛對那些海盜“煙民”的演講——“我有一個夢想”：你們要知道，當(dāng)我受到偉大夢想召喚時，我感動的藥落淚，這偉大夢想的目標，相信大家都知道是什么！我看到，陸地，.......上面有河流,我們建水壩,有樹我們就砍到......我們就等著享受美好、豐沃的土地！“有樹我們就砍到”我不止一遍的重復(fù)這這頭頭的夢想，對于今天生活在美好、豐沃的土地上的人來說，太諷刺了，太讓人心痛了！我想，真的好有那僅剩的土地，如果真的是被這些類似今天的我們的海盜們找到了，世界就真的不再有土地了吧！??！

我們今天還有機會，我們有土壤，有水，有金屬，有樹脂，為什么我們不能有反省，不能有悔改，不能珍惜擁有，非等到失去時，生活在水世界時，才會知道失去的才是最美好的?。?/p>

我真心的希望，再環(huán)境問題日益嚴重的今天，人們能警醒，能愛護環(huán)境，愛護地球我們的家！希望從自己尿里提取水喝、土壤成為貨幣的日子永遠不要來臨！希望人與人、人與自然，能和平共處！希望地球再無論多遠的未來，依然是現(xiàn)在這樣美好！.......太多太多的感慨，太多太多的事等著我們?nèi)プ?，去保護地球，我們所能做的，就是從自己做起，愛護環(huán)境，以身作則，感染大家都行動起來，讓水世界永遠只是我們旅游體驗的場所！

晚風(fēng)輕拂澎湖灣，白浪逐沙灘，沒有椰林綴斜陽，只是一片海藍藍.......陽光沙灘海浪仙人掌，還有一位老船長....我依然期待！

（附錄：謝謝老師推薦這么好的影片給我們，給了我如此震撼的感受，讓我這個以前都是復(fù)制粘貼作業(yè)的人今天有所感有所悟，希望老師能看，謝謝）

第三篇：水——生命的未來

水——生命的未來

尊敬的各位老師、親愛的同學(xué)們：

大家早上好！

首先，我為大家出個謎語：冷也吃得,熱也吃得,彎也走得,直也走得,就是高了走不得。

沒錯，謎底就是“水”，那我今天演講的題目是；水——生命的的未來！3月22日是第21屆“世界水日”。水是生命之源，沒有干凈的水，就沒有健康的生命，也就沒有社會的和諧：沒有水資源的可持續(xù)利用，就沒有經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，水的問題已成為了人類共同關(guān)注的話題，也成為了我國要高度重視的巨大問題。

而中國正面臨著一場嚴重的水危機：

2011年1月，山東省日照市出現(xiàn)持續(xù)大旱，農(nóng)作物受旱面積7740萬畝，257萬人因旱出現(xiàn)飲水困難

不僅是水旱，近年來全國各地的水污染事件也時有發(fā)生：

2011年7月17日早晨，涌滿水浮蓮的珠江面一片綠油油，被網(wǎng)友戲稱到江邊看“草原”。類似景觀還在千里之外的山東出現(xiàn)，大面積的滸苔從青島、日照海面登陸后，又進入煙臺海域，目前覆蓋面積已達370平方公里。這一個個驚人的案例，難道還不能引起我們的重視嗎？

水就像一道護身符，保護著人類的生命和豐衣足食的生活.別再以為水用之不盡、取之不竭,一旦水土流失,人們就難以存活。節(jié)約水資源,從我做起。

首先，我們要建立水資源危機意識，把節(jié)約水資源作為我們自覺的行為準則。其次，我們在生活中要改掉浪費水的壞習(xí)慣并學(xué)會一水多用。在家里，可以用淘米水洗菜、澆花；洗衣水用來洗拖把。洗滌瓜果等用盆子盛水而不開龍頭放水沖。

在學(xué)校里，我們在洗手之后要立即關(guān)好水龍頭。更不能互相潑水嬉戲，要制止浪費水的行為，因為，生命之水經(jīng)不起流失。

最后，同學(xué)們，讓我們一起行動起來，珍惜水資源，保護水環(huán)境，保障水安全。為建設(shè)美麗、和諧的世界，為了不讓將來的孩子知道的魚類只有泥鰍，請做出我們應(yīng)有的貢獻。謝謝大家！

第四篇：石墨+水(未來儲能（定稿）

石墨 + 水 = 未來電池

兩種普通材料的組合——“石墨 + 水”能制造能量存儲系統(tǒng)，產(chǎn)生媲美鋰離子電池的儲能效果，并且在幾秒鐘內(nèi)充滿電，擁有幾乎無限長的使用壽命。

“石墨 + 水” 儲能的原理是利用電荷在全界面導(dǎo)電碳原子表面的有序堆積來實現(xiàn)電能的大量、超快速儲存和釋放，以“石墨 + 水”凝膠為基礎(chǔ)的新型儲電裝置可以在幾秒內(nèi)充放電，擁有幾乎無限次的循環(huán)壽命。一直以來，產(chǎn)業(yè)界都在尋找高效、可控的電能儲備材料，要求其導(dǎo)電性能良好、物化性質(zhì)穩(wěn)定，能夠讓電荷在其微觀結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)最大程度的有序堆積，用以制作超級材料，實現(xiàn)電能的高效儲備及釋放。目前認為納米石墨（石墨烯）就是這種潛在的理想材料。蒙納士大學(xué)材料工程系（Monash University Department of Materials Engineering）李旦博士和他的研究團隊正在研究一種名叫石墨烯的材料，這種材料有可能成為下一代超快速能量存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)。李博士說：“一旦我們能恰當(dāng)?shù)夭倏v這種材料，那么像 iPhone 這樣的設(shè)備可以在數(shù)秒鐘或更短的時間內(nèi)完成充電?！?/p>

石墨烯是石墨剝離成一個原子厚度的產(chǎn)物。石墨價格低廉、隨處可見，常用于鉛筆芯中，這種形式的石墨具有卓越的特性。由于石墨烯強度高，具有化學(xué)穩(wěn)定性，因此是絕佳的導(dǎo)電材料，它的另一個重要的特性就是表面積非常大。李博士說：“這些特性讓石墨烯非常適合應(yīng)用于能量存儲系統(tǒng)。而目前石墨烯沒有被大規(guī)模應(yīng)用是因為這種材料非常薄，如果堆積到一起形成宏觀結(jié)構(gòu)時，會立即緊密連接在一起形成石墨。石墨烯重新堆積之后大部分表面將消失，不再具有石墨烯的特性。”現(xiàn)在，李博士和他的團隊找到了使石墨薄片保持其非凡特性的方法：水。水可讓石墨烯保持濕潤——以凝膠的形式存在——讓層與層之間產(chǎn)生排斥力，防止它們重新堆積。

李博士表示：“我們使用的是兩種基本的、不昂貴的材料——水和石墨，他們能讓這種納米材料擁有非常驚人的特性。這個技術(shù)非常簡單，能夠大規(guī)模應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)這一點時，覺得它不可思議?！?/p>

目前，“石墨 + 水”儲能需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)是如何在不降低石墨烯物化性能的同時，將它高效有序的密集組裝在一起，并且能夠有效阻止石墨烯在加工過程中的二次堆疊。影響石墨烯廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題是它的堆積結(jié)構(gòu)。通常情況下，緊密堆積的石墨烯容易重新形成石墨，這樣的話，將不再具有單片石墨烯獨有的性能。李博士團隊在工作中發(fā)現(xiàn)，石墨烯作為一種極其少見的二維凝聚態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)，在控制的條件下能夠與水相互作用自行組裝成微觀納米間隔而又宏觀緊密堆積的三維凝膠結(jié)構(gòu)，具有意想不到的性能，將會給電能儲備技術(shù)帶來突破性進展。應(yīng)用到儲能設(shè)備上時，無論是在電荷的儲存量還是充電的速度方面，石墨烯凝膠能顯著超越當(dāng)前的碳基技術(shù)。目前以此材料構(gòu)造的電儲能裝置所獲能量密度已經(jīng)相當(dāng)于電動汽車中廣泛使用的鋰離子電池，所獲功率密度百倍超過鋰離子電池，以此為動力的電動汽車將有可能替代傳統(tǒng)燃油動力汽車。

新型儲電材料是低碳經(jīng)濟，清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域，對人類未來可持續(xù)發(fā)展意義深遠，尤其是對中國這樣一個石化能源進口大國，關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展的平穩(wěn)與安全。中國碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)達，石墨礦藏儲量豐富，但是其產(chǎn)業(yè)一直處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端?！笆?+ 水”儲能材料這一新技術(shù)將極大地提高現(xiàn)有石墨產(chǎn)業(yè)的附加值，改變電能儲存產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，有望在消費電子、智能電網(wǎng)、動力機械及電動汽車領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。李博士認為這種新技術(shù)的發(fā)展前景不僅僅局限于消費電子產(chǎn)品，“高速、可靠、低成本的能量存儲系統(tǒng)，是未來實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用可再生資源所產(chǎn)生的電能的關(guān)鍵，也是電動汽車大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。石墨烯凝膠同時顯示出應(yīng)用于水凈化薄膜、生物醫(yī)療設(shè)備和傳感器的潛力?！?/p>

石墨烯每克賣600多美元 投產(chǎn)后能降到10元

更新：2013-04-27 09:57:48 作者：新聞中心 來源：現(xiàn)代金報 點擊：178次 【字號：大 中 小】

中國儲能網(wǎng)訊：全球首條石墨烯生產(chǎn)線今年將在寧波建成投產(chǎn)。記者昨天了解到，中科院寧波材料所與寧波墨西科技有限公司簽約，雙方聯(lián)合組建“石墨烯制備與應(yīng)用研發(fā)中心”。

這是全球首條石墨烯生產(chǎn)線

石墨烯量產(chǎn)技術(shù)是世界性難題，中科院寧波材料所的石墨烯量產(chǎn)技術(shù)在全球首先突破，寧波墨西科技有限公司將在今年建成全球第一條石墨烯生產(chǎn)線，第一期年產(chǎn)300噸。

寧波墨西科技有限公司董事長陳為健告訴記者，目前，7個生產(chǎn)車間以及倉庫已經(jīng)封頂，年產(chǎn)300噸石墨烯微片生產(chǎn)線將于今年10月建成投產(chǎn)。

“生產(chǎn)線第一期已基本建成，開始少量生產(chǎn)石墨烯產(chǎn)品，并免費提供給本地企業(yè)試用。預(yù)計到今年10月，這條生產(chǎn)線第一期將正式建成投產(chǎn)?！标悶榻≌f，現(xiàn)在可以從國外少量進口單層石墨烯產(chǎn)品，但價格非常昂貴，每克要600多美元，折合人民幣3000多元/克，價格是黃金的十多倍。這條300噸生產(chǎn)線建成后是生產(chǎn)石墨烯微片的，將成為全球首個量產(chǎn)的石墨烯生產(chǎn)線。到時候，可以將石墨烯生產(chǎn)成本降低到每克10元左右。

根據(jù)中科院寧波材料所與寧波墨西科技有限公司簽訂的協(xié)議，后者將從2012年起連續(xù)5年為前者提供每年1000萬元的研發(fā)經(jīng)費。

中科院寧波材料所有關(guān)負責(zé)人介紹，此次共建“石墨烯制備與應(yīng)用研發(fā)中心”，將圍繞石墨烯開展相關(guān)研發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，擴展石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域，最終使該研發(fā)中心成為國內(nèi)先進的技術(shù)研發(fā)基地。

電瓶車10分鐘就能充滿電

石墨烯是從石墨材料中剝離出來，是目前世界上最薄的材料。除了最薄，它還是世界上最硬、導(dǎo)電性最好、導(dǎo)熱能力最強的新材料。

“石墨烯是有限資源，不可再生，制備成本很高，非常昂貴，現(xiàn)在只停留在實驗室里，大大限制了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展?！敝锌圃簩幉ú牧纤膶＜艺f，“我們的研究，就是讓其產(chǎn)業(yè)化，能成為大量供給的工業(yè)原料?！?/p>

石墨烯與我們的生活有什么關(guān)系呢？比如，能讓手機屏幕更薄，甚至折疊起來。“如果使用有石墨烯成分的原料來做手機屏幕，可以直接把屏幕折疊起來使用，透明性也很好。這就像電影《阿凡達》里的那個透明彎曲、懸浮著的虛擬顯示屏。”

比如，用在電池上。“現(xiàn)在，電瓶車充電往往要1～3個小時才能充滿，如果使用石墨烯動力的鋰電池，10分鐘內(nèi)就能完成，電池的性能、壽命也會大大提高。”該專家說。

石墨烯的儲能特性及其前景展望

前言:能源和環(huán)境問題是目前人類亟需解決的兩大問題。在化石能源日漸枯竭，環(huán)境污染日益嚴重，全球氣候變暖的今天，尋求替代傳統(tǒng)化石能源的可再生綠色能源，謀求人與環(huán)境的和諧顯得尤為迫切。對于新型的、綠色、儲能器件，在關(guān)切其綠色的同時，高功率密度，高能量密度則是其是否可以真正替代傳統(tǒng)能量儲運體系的重要指標。新型的電源體系，特別是二次電池或者超級電容器是目前重要的綠色儲能裝置，而其中核心部分是性能優(yōu)異的儲能材料。各種碳質(zhì)材料，特別是 sp2雜化的碳質(zhì)材料，由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)或者超大的比表面積，成為重要的儲能材料或者儲能體系的電極材料。作為 sp2雜化碳質(zhì)材料的基元結(jié)構(gòu)的單層石墨 ——石墨烯(graphene)，2004 年被成功制備；獨特的結(jié)構(gòu)、真正的表面性固體(無孔 表面碳原子比例為 100%的超大表面材料)，使其成為下一代碳質(zhì)電極材料的重要選擇。

結(jié)構(gòu)研究：碳是自然界廣泛存在的一種元素，具有多樣性，特異性和廣泛性的特點。碳元素可以 sp、sp2、sp3三種雜化方式形成固體單質(zhì)。而 sp2雜化形成的碳質(zhì)材料的基元結(jié)構(gòu)是二維石墨烯片層。如圖 1 所示，如果在六元環(huán)形成的石墨烯晶格結(jié)構(gòu)中存在五元環(huán)的晶格, 就會使石墨烯片層翹曲, 當(dāng)有 12 個以上五元環(huán)晶格存在時就會形成零維的富勒烯；碳納米管可以看作是石墨烯沿一定角度卷曲形成的圓筒狀一維材料；石墨烯片層相互作用、疊加，便形成了三維的體相石墨。而作為無定形的多孔碳質(zhì)材料(活性炭 活性炭纖維及炭氣 凝膠等)則是由富含缺陷的微晶石墨炭(厚度和尺度很小的三維石墨片層結(jié)構(gòu))相互作用形成。

圖1 石墨烯的結(jié)構(gòu)(左圖)及由石墨烯為基本單元構(gòu)筑的sp2雜化碳質(zhì)材料(右圖)

石墨烯這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使其具有異常優(yōu)異的導(dǎo)電性。石墨烯的價帶和導(dǎo)帶(電子)相交于費米能級處，是能隙為零的半導(dǎo)體，在費米能級附近其載流子呈現(xiàn)線性的色散關(guān)系。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于原子問作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。石墨烯是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料。石墨烯最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速 的 1／300，遠遠超過了電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。石墨烯特殊的結(jié)構(gòu)使其具有完美的量子隧道效應(yīng)、半整數(shù)的量子霍爾效應(yīng)等一系列性質(zhì)

。石墨烯也具有良好的力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，具有突出的導(dǎo)熱性能(3 0 0 0 W／(I T I·K))和力學(xué)性能(1 0 6 0 GP a)，以及室溫下高速的電子遷移率(1 5 0 0 0 c m／(V·s))-l。石墨烯是真正的表面性固體，理想的單層石墨烯具有超大的比表面積，其理論比表面積高達 2600 m ／g，而單層石墨烯的比表面積為2 6 3 0 m ／g，大大超過目前應(yīng)用于電化學(xué)雙層電容器中的活性炭的比表面積。

良好的導(dǎo)電性是其他大比表面積碳質(zhì)材料很難具有的獨特性質(zhì)，預(yù)示著石墨烯很可能是性能極佳的電極材料；而良好的熱導(dǎo)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)強度，也預(yù)示著石墨烯材料可用于超薄型、超微型的電極材料和儲能器件，而這樣的儲能元件可用于高密度的納電子器件和 高功率電池組中。3．石墨烯材料的制備

石墨烯的主要制備方法有機械劈裂法口、外延晶體生長法、化學(xué)氣相沉積法、氧化石墨的熱膨脹和還原法。還有一些其他制備方法也陸續(xù)被開發(fā)出來，如氣相等離子體生長技術(shù)、靜電沉積法和高溫高壓合成法等。在上述制備石墨烯的工藝中，化學(xué)法制備以相對簡單和低廉正受到越來越多的關(guān)注?；瘜W(xué)法制備石墨烯主要采用氧化石墨、膨脹石墨或微粉石墨作為石墨源，其中以氧化石墨為源制備的石墨烯存在較多的含氧官能團和不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)缺陷，極大地影響了石墨烯的電學(xué)性能，而以膨脹石墨或者微粉石墨為源制備的石墨烯，具有缺陷很少、導(dǎo)電率很好的特點。

目前已能實現(xiàn)實驗室大規(guī)模制備石墨烯，但工業(yè)化生產(chǎn)還需有個過渡階段。大量的問題還需要研究，例如： 如何低成本、大規(guī)模制備出期望結(jié)構(gòu)的石墨烯，如何實現(xiàn)其微加工 來完成對石墨烯大小、邊緣和形狀的控制，不同層結(jié)構(gòu)的石墨烯性能如何等等，這些都是需要解決的關(guān)鍵性問題。另外，關(guān)于石墨烯的基本物理性能及展示獨特優(yōu)異性質(zhì)的內(nèi)在原理的研究也需要深入。4.石墨烯材料的應(yīng)用

石墨烯在超級電容器中的應(yīng)用

碳質(zhì)材料是最早也是目前研究和應(yīng)用得很廣泛的超級電容器電極材料。用于超級電容器的碳質(zhì)材料目前主要集中于活性炭(AC)、活性炭纖維(ACF)炭氣凝膠、碳納米管(CNTs)和模板炭等。這些 sp2碳質(zhì)材料的基元材料是石墨烯自石墨烯被成功制備出來后，人們開始探究其這種極限結(jié)構(gòu)的 sp2碳質(zhì)材料在超級電容器里應(yīng)用的可能性

Ruoff 小組利用化學(xué)改性的石墨烯作為電極材料，測試了基于石墨烯的超級電容器的性能。這種石墨烯材料的電容性能在水系和有機電解液中的比電容分別可以達到 135 F/g 和 99 F/g。Rao 等人比較了通過三種方法制備的石墨烯的電容性能。在硫酸電解液中，通過氧化石墨熱膨脹法和納米金剛石轉(zhuǎn)化法得到的石墨烯具有較高的比電容，可以達到 117 F/g；在有機電解液中，電壓為5 V 的時候，其比電容和比能量可以達到 71 F/g 和 31.9 Wh/kg。

石墨烯材料應(yīng)用于超級電容器有其獨特的優(yōu)勢。石墨烯是完全離散的單層石墨材料，其整個表面可以形成雙電層；但是在形成宏觀聚集體過程中，石墨烯片層之間互相雜亂疊加，會使得形成有效雙電層的面積減少(一般化學(xué)法制備獲得的石墨烯具有 200-200 m2/g)即 使如此，石墨烯仍然可以獲得 100~230F/g 的比電容 如果其表面可以完全釋放，將獲得遠高于多孔炭的比電容在石墨烯片層疊加，形成宏觀體的過程中，形成的孔隙集中在 100 nm 以上，有利于電解液的擴散，因此基于石墨烯的超級電容器具有良好的功率特性。

石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用

對鋰離子電池負極材料的研究，主要集中在碳質(zhì)材料、合金材料和復(fù)合材料等方面。碳質(zhì)材料是最早為人們所研究并應(yīng)用于鋰離子電池商品化的材料，至今仍是大家關(guān)注和研究的重點之一。碳質(zhì)材料根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分成可石墨化炭(軟炭)無定形炭(硬炭)和石墨類 目前對碳負極的研究主要是采用各種手段對其表面進行改性，但是對人造石墨再進行表面處理 將進一步增加制造成本，因此今后研究的重點仍將是怎樣更好地利用廉價的天然石墨和開發(fā)有價值的無定形碳材料。因此，從石墨出發(fā)制造低成本高性能的鋰離子電池負極材料是現(xiàn)在的主要研究方向石墨烯作為一種由石墨出發(fā)制備的新型碳質(zhì)材料，單層或者薄層石墨在鋰離子電池里的應(yīng)用潛力也落入研究者的視野之中。

Yoo 等人研究了石墨烯應(yīng)用于鋰離子二次電池負極材料中的性能，其比容量可以達到 540 mAh/g 如果在其中摻入 C60 和碳納米管后，負極的比容量可以達到 784 mAh/g 和 730 mAh/g。Khantha 等人通過理論計算討論了石墨烯的儲鋰機理。3 在太陽能電池和燃料電池中的應(yīng)用

除了顯示出作為超級電容器和鋰離子電池的巨大潛力外，石墨烯也在太陽電池、燃料電池方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。二維的石墨烯具有良好的透光性和導(dǎo)電性，是替代 ITO很有

潛力的材料。利用石墨烯及其復(fù)合材料制作透明導(dǎo)電膜并將其應(yīng)用于太陽能電池中也成為人們研究的熱點。

W an g等

將氧化石墨熱膨脹后熱處理還原得到的石墨烯制作為透明導(dǎo)電膜，應(yīng)用于染料敏化太陽電池中，取得了較好的結(jié)果。制備的石墨烯透明導(dǎo)電膜的電導(dǎo)率可以達到 5 5 o s／c m，在 1000 ~3 000 nm的波長范圍內(nèi)，透光率可達7%以上。Wu等m 采用溶液法制備石墨烯透明導(dǎo)電膜，并應(yīng)用于有機太陽能電池中作為陽極。由于應(yīng)用的石墨烯未經(jīng)過有效的還原，所以電阻較大，致得到的太陽能電池短路，電流及填充因數(shù)不及氧化銦。如果可以降低石墨烯膜的電阻，得到的結(jié)果可能要更好。L i 等對石墨采用剝離一 再嵌入一擴張的方法，成功地制備了高質(zhì)量石墨烯，其電阻為通過以氧化石墨為原料制備的石墨烯電阻的，并以D MF為溶劑，成功地制備了 L B膜。這種透明導(dǎo)電膜也成為應(yīng)用于太陽能電池的潛在材料。Ry a n等“用溶液法制備”的石墨烯與其它貴金屬材料復(fù)合作為電極，組裝的有機太陽能電池的短路電流密度可以到 4.O mA／c I T I，開路電壓為

硅高2 V，光轉(zhuǎn)化率可以達到 1.1 %。

目前，太陽能電池的重要原料是高純的單晶硅或多晶。但硅的生產(chǎn)成本高，加工需要高溫，能量轉(zhuǎn)換率還不夠，如果石墨烯能成為太陽能電池的主要材料，就能克服以上缺點。在儲氫／ 甲烷中的應(yīng)用

Di mi t r a k a k i s 等利用石墨烯和碳納米管設(shè)計了一個三維儲氫模型，如果這種材料摻入鋰離子，其在常壓下儲氫能力可以達到4 1 g／L。因此，石墨烯這種新材料的出現(xiàn)，為人 們對儲氫／ 甲烷材料的設(shè)計提供了一種新的思路和材料。

圖2由石墨烯和碳納米管組成的3D結(jié)構(gòu)儲氫模型

展望：石墨在大自然中非常普遍，但科學(xué)家如何找到一種將石墨轉(zhuǎn)變成大片高質(zhì)量石墨烯“ 薄膜” 的方法是很重要的。目前，人們的研究主要集中于 3個方面： 一是石墨烯的低成本大規(guī)模制備的基礎(chǔ)研究，二是石墨烯基復(fù)合材料的制備與性能研究，三是石墨烯材料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。石墨烯具有獨特的優(yōu)異電學(xué)性能，近年來石墨烯材料的制備及其儲能材料領(lǐng)域的應(yīng)用取得了較大進展，隨著人們對石墨烯及其復(fù)合材料研究的深入 以及制備方法的改進，石墨烯及其復(fù)合材料在電化學(xué)中的應(yīng)用將會得到更為廣泛的關(guān)注。與碳納米管的發(fā)現(xiàn)與研究應(yīng)用過程類似，在今后的若干年里石墨烯的研究會越來越深入，其最終進入實際應(yīng)用階段是必然的。石墨烯材料是當(dāng)今世界新材料科技發(fā)展的又一制高點 對其深入研究與開發(fā)將給許多領(lǐng)域的發(fā)展帶來巨大機會。

在日前舉行的―2011中國科技創(chuàng)業(yè)計劃大賽‖中，中科院寧波材料所新能源技術(shù)研究所劉兆平團隊的石墨烯產(chǎn)業(yè)化技術(shù)一舉奪得―海外人才創(chuàng)業(yè)獎‖，獲大賽最高獎金100萬元，從而引起社會各界的廣泛關(guān)注。人們不禁要問：什么是石墨烯？這項陌生的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)具有怎樣的意義？

“石墨烯其實就是單層石墨，是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的二維晶體，它只有一層碳原子的厚度，是目前世界上最薄的材料?！眲⒄灼窖芯繂T告訴記者，“2004年，海姆與同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫制成石墨烯，石墨烯從此成為科學(xué)界和工業(yè)界關(guān)注的焦點，兩人憑此獲得2010年的諾貝爾物理獎。”

石墨烯之所以如此令人關(guān)注，是因為這個產(chǎn)品在信息技術(shù)、新能源、功能復(fù)合材料乃至生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域均具有極其廣闊的應(yīng)用前景。劉兆平解釋說，石墨烯很有可能取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎(chǔ)材料而廣泛應(yīng)用于高性能集成電路和新型納米電子器件中，也有可能作為添加劑廣泛應(yīng)用于新型高強度復(fù)合材料之中。石墨烯良好的導(dǎo)電性及其對光的高透過性，又讓它在透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用中獨具優(yōu)勢。

“石墨烯產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的應(yīng)用，將會給我們的生活帶來很多令人驚喜的變化。比如我們都知道蘋果手機，它的屏幕已經(jīng)很薄了，但是如果用有石墨烯成分的原料來做這個屏幕，我們可以直接把屏幕折疊起來使用，透明性也很好，就像電影《阿凡達》里的那個透明彎曲、懸浮著的虛擬顯示屏。另外，它還可以用于制作石墨烯動力電池?，F(xiàn)在的電瓶車、電動汽車的普通電池充電通常需要1~3小時，石墨烯動力鋰電池在10分鐘內(nèi)就可以完成快速充電，而且電池的性能會大大提高，壽命更長?！眲⒄灼秸f。

誘人的市場前景促使世界各國的科學(xué)家們紛紛以極大的熱情投入到石墨烯的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究之中，近年來該項技術(shù)的發(fā)展更是呈現(xiàn)出突飛猛進的態(tài)勢。但由于石墨烯資源有限且不可再生，制備成本又非常昂貴，每克要5000元，高昂的制作成本成為橫亙在石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程中的一道難以逾越的障礙。因此，攻克石墨烯低成本規(guī)制備技術(shù)，成為科學(xué)家們共同面對的一個挑戰(zhàn)。

為攻克這道世界性難題，劉兆平研究員和他的團隊義無反顧地投身到艱苦的研究之中。在中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目的支持下，經(jīng)過兩年多的努力，最終成功取得了石墨烯低成本規(guī)?；苽浼夹g(shù)的重大突破。今年7月，他們通過和寧波一家企業(yè)合作，建成了世界上第一條且擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)30噸石墨烯中試生產(chǎn)線，并成功地通過了中試。從中試結(jié)果來看，不僅產(chǎn)品品質(zhì)達到國際先進水平，而且產(chǎn)品售價可以直降至每千克3000元，具有極強的市場競爭力。現(xiàn)在項目組已經(jīng)收到了國外客戶的大量訂單。

從最硬到最軟，從絕緣體到導(dǎo)體，從全吸光到全透光，各種類型碳材料所具有的性質(zhì)幾乎囊括了地球上所有物質(zhì)的性質(zhì)，極大推動了航空航天、航海、能源、交通、電子、化工、環(huán)保等領(lǐng)域的快速發(fā)展。甚至有人提出，21世紀有可能是碳的時代。作為新材料的中堅力量，碳材料在未來將有哪些優(yōu)異表現(xiàn)？能否成為新材料領(lǐng)域里的尖端部隊？從科學(xué)家們對以碳納米管、石墨烯為代表的碳納米材料和以核石墨為代表的新型碳材料的未來暢想中，人們看到了激動人心的前景。

碳納米管：太空電梯有望成真

著名科幻大師阿瑟·克拉克1979年在其小說《天堂噴泉》中首次提出太空電梯概念。簡單來說，太空電梯就是一條從地球表面延伸至太空的長電纜，其質(zhì)心位于35786千米高的地球靜止軌道（GEO）。電磁飛行器將沿著電纜行進，在地球和太空之間運送乘客和有效載荷。一旦夢想成真，其運輸成本將大大低于火箭，并將滿足人類在潔凈和可再生能源方面的需求。他預(yù)言：―太空電梯將在人們停止對其嘲笑50年以后被制造出來。‖

太空電梯如果能成為未來到達外層太空的運輸系統(tǒng)，科學(xué)家面臨的首要問題就是電纜材質(zhì)的選擇。該電纜必須重量超輕、強度超高，可以承受地球大氣層內(nèi)外所有發(fā)射體的撞擊。日本太空電梯協(xié)會會長大野修一介紹，經(jīng)過研究，科學(xué)家們已開發(fā)了一種叫作碳納米管的纖維，可達到所需強度的四分之一，這是已知最接近標準強度的物質(zhì)。

與此同時，英國Nanocomp技術(shù)公司日前制造出了世界最大的碳納米管被單。雖然被單面積僅1.6平方米，不足以充當(dāng)一條沙灘毯子，但其包含數(shù)百億個碳納米管，強度為鋼的200倍，而密度只有鋼的1/30，這讓人類太空電梯的夢想顯現(xiàn)出絲絲光亮。日本科學(xué)家認為，他們可以解決這其中會遇到的材料、工程等問題，目前正計劃在距離地球赤道地面36000千米的空中發(fā)射一顆靜止衛(wèi)星，從衛(wèi)星上垂下一條總長度達10萬千米的納米材質(zhì)電纜，預(yù)計建造成本僅1萬億日元。

美國麻省理工學(xué)院教授杰夫·霍夫曼表示，相信人類在一個合理的時間框架內(nèi)能夠做到，但目前沒有能力用碳納米管制造長電纜。

石墨烯：超級計算機放進口袋

晶體管的發(fā)明打開了硅元素的應(yīng)用之門。信息時代可以說是硅電子元器件的天下，集成電路更是信息時代名副其實的―核心‖。但隨著集成度越來越高，晶體管的體積面臨物理極限，內(nèi)部金屬導(dǎo)線也難以承受更高頻率的信號傳送，傳統(tǒng)硅集成電路發(fā)展遭遇瓶頸。未來出路在哪里呢？IBM的一項研究為人們打開了思路。據(jù)了解，IBM用石墨烯制造成場效應(yīng)晶體管，取代硅集成電路。這種石墨烯場效應(yīng)管的頻率可達100G赫茲，即每秒一千億次以上。如果用它來制作CPU、GPU之類的芯片，不僅速度快、能耗低，說不定超級計算機也可以放進口袋。

美國康奈爾大學(xué)研究人員還利用碳納米管代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅管，制造出高效太陽能電池，其在光能轉(zhuǎn)化成電能的過程中，可以使電流強度加倍。研究人員稱碳納米管是一種理想的光電二極管。

石墨烯晶體管和碳納米管在替代硅方面的應(yīng)用，或許有朝一日能讓人類告別硅時代，那時候的―硅谷‖可能要改成―碳谷‖。不過，石墨烯制造工藝要比單晶硅復(fù)雜得多，可能需要一個很久遠的時間才能實現(xiàn)。

核石墨：核電站的安全衛(wèi)士

核石墨具有熱膨脹系數(shù)低、抗熱沖擊性好、中子活化性能低等優(yōu)異性能，早在第一代核裂變反應(yīng)堆就已經(jīng)使用。在第四代反應(yīng)堆，特別是最近的高溫氣冷堆中，核石墨更是不可缺少的慢化、反射和結(jié)構(gòu)材料。日本核電站事故中的主反應(yīng)堆并沒有爆炸，發(fā)生爆炸的只是其儲存核廢料的部分，而保住核電站主反應(yīng)堆的正是用純核石墨制成的外罩?？梢哉f，核石墨在捕集核廢料、吸收核放射粒子等方面具有極大應(yīng)用潛力，是核電站不折不扣的―安全衛(wèi)士‖。

據(jù)清華大學(xué)深圳研究生院院長康飛宇教授介紹，核石墨主要用于生產(chǎn)石墨球、堆芯材料、電極等制品。由于核石墨對純度、各向同性等指標要求比較高，世界上至今只有德國西格里、日本東洋炭素和東海炭素、法國羅蘭石墨等企業(yè)能夠生產(chǎn)，我國則主要依靠進口，而1噸核石墨的價格高達幾十萬元。

核石墨技術(shù)是核電站技術(shù)進步的基礎(chǔ)。目前，我國正大力研究最先進的第四代反應(yīng)堆，反應(yīng)堆升級換代對核石墨的需求也水漲船高。如果新一代的核石墨外罩能夠做到一步成型、無縫銜接，相信核電技術(shù)也會發(fā)展得更快、更安全。

10月17日，美國科學(xué)家表示，他們研發(fā)了一種人工合成高質(zhì)量石墨烯的技術(shù)，新方法不僅可控且可進行擴展，有望為下一代電子設(shè)備的研制鋪平道路。相關(guān)研究將發(fā)表在今年的第11期《碳》雜志上。

石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的二維晶體，只有一層碳原子的厚度，是迄今最薄也最堅硬的材料，其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能超強，遠遠超過硅和其他傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料?？茖W(xué)家們認為，石墨烯有望徹底變革材料科學(xué)領(lǐng)域，未來或能取代硅成為電子元件材料，廣泛應(yīng)用于超級計算機、柔性觸摸屏、環(huán)保和醫(yī)療設(shè)備、光子傳感器以及有機太陽能電池等諸多領(lǐng)域。但要讓石墨烯更好地應(yīng)用于電子工業(yè)，還需找到可控且有效的方法，在更大范圍內(nèi)獲得更高質(zhì)量的石墨烯。加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）電子和計算機工程系教授考斯塔弗·巴納吉領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊研制出的最新合成技術(shù)能提供高質(zhì)量且均質(zhì)的石墨烯。這一過程不僅可進行擴展，還能控制最終得到的石墨烯的層數(shù)——單層還是雙層，這一點對石墨烯在電子和其他技術(shù)領(lǐng)域大展拳腳來說非常重要。研究團隊的技術(shù)關(guān)鍵是他們深刻理解了基座對石墨烯生長動力學(xué)的重大影響。他們在一個經(jīng)過預(yù)處理的銅基座上使用低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）法并在特定的高溫下將甲烷分解，從而制造出了均質(zhì)的碳層（石墨烯）。參與研究的博士后研究員劉偉（音譯）表示：―銅基座上不完美的位置點會顯著影響石墨烯的生長，通過對銅表面進行正確處理并精確選擇生長參數(shù)，我們做到了讓石墨烯的質(zhì)量和均質(zhì)性達到最優(yōu)化的同時控制石墨烯的層數(shù)。‖研究人員李宏（音譯）稱：―新方法制造出的石墨烯獲得了迄今化學(xué)氣相沉積法制造出的石墨烯擁有的最大載流子遷移率：平均值為4000平方厘米/伏·秒，最大值為5500平方厘米/伏·秒。與硅相比要高很多。

巴納吉表示：―毫無疑問，石墨烯是一種非常優(yōu)異的材料，其應(yīng)用范圍非常廣泛，但在如何獲得高質(zhì)量的石墨烯以及如何定制其屬性以便用于特殊用途等方面，我們還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，不過，這些挑戰(zhàn)也是我們未來研究的肥沃土壤?！?/p>

石墨烯 + 水 = 未來電池

兩種材料的組合——―石墨烯 + 水‖能制造能量存儲系統(tǒng)，產(chǎn)生媲美鋰離子電池的儲能效果，并且在幾秒鐘內(nèi)充滿電，擁有幾乎無限長的使用壽命。

―石墨烯 + 水‖ 儲能的原理是利用電荷在全界面導(dǎo)電碳原子表面的有序堆積來實現(xiàn)電能的大量、超快速儲存和釋放，以―石墨烯 + 水‖凝膠為基礎(chǔ)的新型儲電裝置可以在幾秒內(nèi)充放電，擁有幾乎無限次的循環(huán)壽命。一直以來，產(chǎn)業(yè)界都在尋找高效、可控的電能儲備材料，要求其導(dǎo)電性能良好、物化性質(zhì)穩(wěn)定，能夠讓電荷在其微觀結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)最大程度的有序堆積，用以制作超級材料，實現(xiàn)電能的高效儲備及釋放。目前認為納米石墨（石墨烯）就是這種潛在的理想材料。蒙納士大學(xué)材料工程系（Monash University Department of Materials Engineering）李旦博士和他的研究團隊正在研究一種名叫石墨烯的材料，這種材料有可能成為下一代超快速能量存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)。李博士說：―一旦我們能恰當(dāng)?shù)夭倏v這種材料，那么像 iPhone 這樣的設(shè)備可以在數(shù)秒鐘或更短的時間內(nèi)完成充電?！?/p>

石墨烯是石墨剝離成一個原子厚度的產(chǎn)物。石墨價格低廉、隨處可見，常用于鉛筆芯中，這種形式的石墨具有卓越的特性。由于石墨烯強度高，具有化學(xué)穩(wěn)定性，因此是絕佳的導(dǎo)電材料，它的另一個重要的特性就是表面積非常大。李博士說：―這些特性讓石墨烯非常適合應(yīng)用于能量存儲系統(tǒng)。而目前石墨烯沒有被大規(guī)模應(yīng)用是因為這種材料非常薄，如果堆積到一起形成宏觀結(jié)構(gòu)時，會立即緊密連接在一起形成石墨。石墨烯重新堆積之后大部分表面將消失，不再具有石墨烯的特性?！F(xiàn)在，李博士和他的團隊找到了使石墨薄片保持其非凡特性的方法：水。水可讓石墨烯保持濕潤——以凝膠的形式存在——讓層與層之間產(chǎn)生排斥力，防止它們重新堆積。

李博士表示：―我們使用的是兩種基本的、不昂貴的材料——水和石墨烯，他們能讓這種納米材料擁有非常驚人的特性。這個技術(shù)非常簡單，能夠大規(guī)模應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)這一點時，覺得它不可思議?！?/p>

目前，―石墨烯 + 水‖儲能需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)是如何在不降低石墨烯物化性能的同時，將它高效有序的密集組裝在一起，并且能夠有效阻止石墨烯在加工過程中的二次堆疊。影響石墨烯廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題是它的堆積結(jié)構(gòu)。通常情況下，緊密堆積的石墨烯容易重新形成石墨，這樣的話，將不再具有單片石墨烯獨有的性能。李博士團隊在工作中發(fā)現(xiàn)，石墨烯作為一種極其少見的二維凝聚態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)，在控制的條件下能夠與水相互作用自行組裝成微觀納米間隔而又宏觀緊密堆積的三維凝膠結(jié)構(gòu)，具有意想不到的性能，將會給電能儲備技術(shù)帶來突破性進展。應(yīng)用到儲能設(shè)備上時，無論是在電荷的儲存量還是充電的速度方面，石墨烯凝膠能顯著超越當(dāng)前的碳基技術(shù)。目前以此材料構(gòu)造的電儲能裝置所獲能量密度已經(jīng)相當(dāng)于電動汽車中廣泛使用的鋰離子電池，所獲功率密度百倍超過鋰離子電池，以此為動力的電動汽車將有可能替代傳統(tǒng)燃油動力汽車。

新型儲電材料是低碳經(jīng)濟，清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域，對人類未來可持續(xù)發(fā)展意義深遠，尤其是對中國這樣一個石化能源進口大國，關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展的平穩(wěn)與安全。中國碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)達，石墨礦藏儲量豐富，但是其產(chǎn)業(yè)一直處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。―石墨烯 + 水‖儲能材料這一新技術(shù)將極大地提高現(xiàn)有石墨產(chǎn)業(yè)的附加值，改變電能儲存產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，有望在消費電子、智能電網(wǎng)、動力機械及電動汽車領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。李博士認為這種新技術(shù)的發(fā)展前景不僅僅局限于消費電子產(chǎn)品，―高速、可靠、低成本的能量存儲系統(tǒng)，是未來實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用可再生資源所產(chǎn)生的電能的關(guān)鍵，也是電動汽車大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。石墨烯凝膠同時顯示出應(yīng)用于水凈化薄膜、生物醫(yī)療設(shè)備和傳感器的潛力。‖

在科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的支持下，化學(xué)研究所有機固體院重點實驗室的相關(guān)研究人員致力于分子材料和器件的研究，取得了一些新進展，引起了國際學(xué)術(shù)界的關(guān)注，并分別在Chem.Rev.和Chem.Soc.Rev.上發(fā)表了綜述。

在有機場效應(yīng)晶體管(OFET)中，介電層/半導(dǎo)體層界面狀態(tài)對器件性能有重要影響。在目前OFET的界面研究中，諸多界面參數(shù)的計算和測量都是基于統(tǒng)計平均的方法。表面能作為一個重要的介電層/半導(dǎo)體界面影響因素，其均勻程度對器件性能的影響在此前的界面研究中長期被忽視，而對表面能非均性這一關(guān)鍵因素考量的缺失，也正是界面研究中眾多爭議產(chǎn)生的主要根源之一。

該課題組在對介電層表面能非均勻性引起的一系列實驗現(xiàn)象進行充分研究的基礎(chǔ)上，通過實驗證明了表面能非均勻性對有機場效應(yīng)晶體管性能影響的廣泛性，并且發(fā)現(xiàn)了表面能非均勻程度和有機場效應(yīng)晶體管遷移率之間存在一種線性反比關(guān)系。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》（Adv.Mater.2011, 23, 1009-1014）上，并被選為插頁（圖1）。

隨后，該課題組的研究人員又在上述工作基礎(chǔ)上，通過利用介電層表面能非均勻性對有機半導(dǎo)體層生長形貌進行控制和優(yōu)化，制備出空穴遷移率高達3.6cm2/Vs的并五苯場效應(yīng)晶體管，這是國際上已報道的并五苯柔性薄膜器件的最優(yōu)結(jié)果之一。同時，研究人員又在這一高性能晶體管基礎(chǔ)上，制備了高性能柔性環(huán)形振蕩器，振蕩頻率超過1 kHz（圖2）。相關(guān)研究成果在《先進材料》（Adv.Mater.2011, 23, 3128-3133）上發(fā)表。

石墨烯是由碳原子六角結(jié)構(gòu)緊密排列的二維單層石墨層，是構(gòu)成其它維度碳材料如富勒烯、碳納米管和金剛石的基本單元。如何制備高質(zhì)量，大面積，形貌可控的石墨烯是石墨烯領(lǐng)域的核心問題，也成為國際上石墨烯研究的競爭點所在?；瘜W(xué)氣相沉積法（CVD）由于具有成本低廉，可大規(guī)模制備等優(yōu)點，近幾年發(fā)展迅速，已經(jīng)成為制備石墨烯的主要手段。該課題組采用CVD方法，選取金屬銅作為催化劑，精確控制生長條件，成功地制備出形貌規(guī)則的六角石墨烯，并對其電學(xué)性質(zhì)進行了深入研究（圖3）。六角形貌石墨烯的發(fā)現(xiàn)極大地擴展了石墨烯領(lǐng)域的研究內(nèi)容。相關(guān)研究內(nèi)容發(fā)表在《先進材料》（Adv.Mater.2011, 23, 3522-3525）上。

基于石墨烯的新結(jié)構(gòu)的探索是石墨烯研究領(lǐng)域的一個重要研究內(nèi)容。課題組在液氮的條件下通過微波火花法剝離天然石墨，獲得了高質(zhì)量、高純度的碳納米卷（圖4）。這種石納米卷是由少數(shù)層或單層石墨烯卷曲而成，并有緊密的結(jié)構(gòu)。該碳納米卷的場效應(yīng)器件在空氣和氮氣中都具有穩(wěn)定的雙極性行為，在氮氣中最高的空穴遷移率可以達到3117 cm2/Vs，電子遷移率可以達到4595 cm2/Vs。碳納米卷的還具有著穩(wěn)定的線性電流/電壓曲線，最高電流密度可達7 × 107 A/cm2（Adv.Mater.2011, 23, 2460-2463）。

最近，課題組和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員合作利用電化學(xué)方法，在柔性襯底上，將滴在兩電極間的氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯通過一步法實現(xiàn)了還原和排布（圖5左），并成功將其應(yīng)用于農(nóng)藥的傳感器中。該傳感器對常用農(nóng)藥—樂果的傳感靈敏度達到了7.6 ppb（圖5右），并進一步分析得到該農(nóng)藥分子的活性來自于：氮、硫和磷原子的共同作用結(jié)果。相關(guān)研究成果發(fā)表在Adv.Mater.(2011, 23, 4626–4630)上。

多年來，相關(guān)研究人員開展了碳納米管及其特性的研究，在碳納米管可控制備、生長機理和電性能方面取得了系列成果，并得到學(xué)術(shù)界同行的認可，英國皇家化學(xué)會發(fā)表了Tutorial Review(Chem.Soc.Rev., 2011, 40, 1324-1336)，系統(tǒng)地介紹了近幾年來在碳納米管分離和富集的成果。

作為潛在的大面積，低成本，柔性的電子器件，有機場效應(yīng)晶體管的研究在過去十年取得了重要的發(fā)展，正在走向應(yīng)用。有機場效應(yīng)晶體管主要為薄膜型器件，因此薄膜的制備技術(shù)、表征技術(shù)對薄膜的質(zhì)量和器件性能具有重要的影響。該課題組不但重視分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與器件性能之間的關(guān)系，還在薄膜的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與器件性能之間的關(guān)系的研究方面取得一些成果。應(yīng)Chem.Rev.雜志的邀請，就―應(yīng)用于場效應(yīng)晶體管的有機薄膜的制備與表征的實驗技術(shù)‖撰寫了綜述(Chem.Rev.2011, 111, 3358-3406)。

圖1 介電層表面能非均勻性機理示意圖和當(dāng)期《先進材料》插頁

圖2 基于高性能并五苯場效應(yīng)晶體管的五級柔性環(huán)形震蕩電路

圖3 CVD方法制備的六角石墨烯AFM圖和兩種可能的邊界排列

圖4 碳納米卷形成示意圖

圖5 左圖：為一步法排布與還原氧化石墨烯的示意圖；右圖：為制備的傳感器對農(nóng)藥樂果的電流信號響應(yīng)。

第五篇：水,作文

水

上善若水。水善利萬物而不爭。故，何以為“上善”？何以為“若水”？——題記我常常暗自思付：若人真的可以像流水一般瀟灑過活，那便真的欲無所求了。初春，天街小雨潤如酥；夏日，給人以潤澤；深秋，秋雨梧桐落葉時；寒冬，化雪兆豐年。水，當(dāng)真是四季都可以見到你的影子。揚揚灑灑，艷麗的花瓣留不住你的腳步，糾纏的荊棘擋不住你的身軀，哪怕是屋檐暫時把雨水?dāng)r截，太陽一出來，呵！它便又化作一滴又一滴水的精靈，往更遼闊的天空飛去。好像這世上沒有什么能夠把你束縛，沒有什么可以真正地把你禁錮。我又想起那得道的列子，騰云駕霧飛翔于九天之間。他可是真正的瀟灑自由？不。他比不上水之無所懼難，比不上水之無所約束，比不上水之那般灑脫自在！上善若水，何以為“上善”？何以為“若水”？做人的最高境界，莫過于世間任何困苦都不能讓你一蹶不振。我所向往的，是像流水一般能披荊斬棘，能過濾掉世間一切煩惱。若水自由。思及此，抬眼望見那瓶中水，想到那樓外池，不禁嗤笑。在這塵世上，誰又能真的身心皆自由呢？倘若真的把一切羈絆都拋卻腦后，那也只不過是把“逃避”、“懦弱”穿上“自由”的糖衣罷了。瓶中水、樓外池，雖身困于一個范圍之中，但是它們的心靈卻從不寂寞。你可曾看見那水中的朦朧倒影？周圍的柳綠花紅？那是水把萬物都納入懷中。所以，留住內(nèi)心對灑脫的向往，也是對追求自由的別樣境界。

涓涓流水，還在靜靜地流淌，帶走污濁，前赴后繼地奔向更廣袤的海洋。有人這樣解釋：“上善”意指“最善”，即做人的最高境界是像水這般。的確，水的謙卑是沒有人可以否定的。它可以與山林譜一曲和諧之歌，與高山跳一曲高亢之舞?！坝猩浇詧D畫，無水不文章?！笨梢娝闹匾?。但水卻沒有不可一世，謙卑地與萬物和諧共存。我們確實應(yīng)當(dāng)若水這般柔和靜美，謙卑不自傲。

水是充滿韌勁的。水滴石穿，這其中的“韌”和“勁”也就不用我多說了。而那生活在遍地荊棘，深山中的水，更彰顯了它生生不息的力量。爬山時，特別是樹木蔥郁，原始生態(tài)保存的比較好的高山，常?？梢钥匆姶謮训臉涓慕锹?，有或大或小的空隙，那是一條條小水流，為了沖出禁錮，年年歲歲沖刷出的痕跡啊！正如那西域的高僧鳩摩羅什，那位著名的譯經(jīng)人。中年飽受呂光等昏庸之仕的迫害，但他卻忍辱負重，并熬過了最艱苦的十六年。晚年翻譯了多本佛經(jīng)，在長安普渡眾生。這種如水般“韌”的精神深深地把我折服，讓我為之敬佩！

關(guān)于水的道理，言猶盡而意未絕，在這里恐怕如何也道不清說不盡其中的奧秘。在這個世界上，從來就不缺少大道理。但是我們周圍能像水這般，哪怕只有二分之一相像的人，都是少之又少。這是時代發(fā)展的必然，還是身不由己的無奈呢？徒留一聲喟嘆罷了。但是，我堅信做人應(yīng)始終秉持向流水學(xué)習(xí)的信念，不斷走下去。到底如何才是做人的完美境界呢？

“上善若水。善淵，善仁??無尤?！?/p>

【點評】

水之“善”，莫過于自由、灑脫、謙卑、韌勁??作者抓住水的這些特點，用哲理之思，貼切之語娓娓道來。明晰的觀點，加上美語呢喃，構(gòu)成本文清雅的哲理散文意境。

【例文2】

水

變者，能人也；通者，智人也?！恍莺蜕?/p>

處身立世于這個世界上，你是否會覺得，在待人處事方面，會有些力不從心呢？盡管很多時候你的出發(fā)點是好的，但真正實踐的時候往往卻不盡人意，又或是簡潔的一句“好心做壞事”便能概括你此時的無奈？

猶記得聰明豁達的一休和尚對于此種情況，他提出的解決之道卻是：找水吧，水可是一點也不用顧忌到這個問題。

這樣的答案能否讓尚在迷途中的你找到“靈光一閃”的感覺？

倒水一杯，不是用來喝的，你不是要去找一休口中的“水”嗎？可是現(xiàn)在你手上裝著的水并非他指的那個“水”，但你要找到它卻很簡單。

你可以把這杯水倒進花盤中，再慢慢看著它從花盤的漏孔中滴出來；你亦可以把這杯水放進冷藏格中，若干個小時后再拿出來，然后再嘗試把它倒出來，沒錯，此時它早已凝固成一塊堅硬的固體，任憑你怎樣努力也不大可能在一時之間令它以流動的形式流出來；又或者，你可以把這杯水放進正在蒸饅頭的高溫爐中，但當(dāng)你堅持在若干個小時后再去揭開爐蓋時，你會發(fā)現(xiàn)杯中的水早已不見，不用我多說，你亦會知道那是因為它蒸發(fā)成水蒸氣，跑了。

水是這樣的多態(tài)，固、液、氣的三重身份令水無論去到哪里都可以得心應(yīng)手，不受太多的束縛，亦不用憂慮別人的態(tài)度。它會用盡一切的辦法令自己的生活處處燃起生機：當(dāng)你以固體的形式限制水時，水能以液態(tài)的方式逃之夭夭；當(dāng)你打算用“嚴寒辣熱”來嚇唬水時，它卻可以令自己搖身一變成各路神仙，或穩(wěn)如北斗，又或是曉得“遁身隱形術(shù)”，反正結(jié)果就是：它還得感激你呢！

怪不得一休說水真的是一個比他自己更要聰明的人呢，能“變”又能“通”。那你呢，你也能從水中找到屬于你自己的答案嗎？

送你“變通”二字。

【點評】

這是一篇哲理小品文。立意不落俗套，語言睿智機警，幽默詼諧。剛剛學(xué)完錢鐘書的《窗》，作者在語言上是否很會借鑒呢？學(xué)以致用，善哉！