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欧盟发布石墨烯路线图:激光领域的“新宠儿”

2014-02-11 08:52
来源: 激光网

  凭借“在二维石墨烯材料的开创性实验”,这两位科学家共同获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

  石墨烯的发现,之所以意义重大,是因为它创造了诸多“纪录”。

  2012年12月,英国政府又追加2150万英镑资助石墨烯的商业化探索研究,这笔投资将用于支持尖端研究项目以发现石墨烯的日常用途。项目参与机构包括帝国理工大学、剑桥大学、杜伦大学、埃克塞特大学、曼彻斯特大学和皇家霍洛威学院等。

  这些大学的工业合作伙伴包括芬兰诺基亚公司、英国BAE系统公司、美国宝洁公司、英国国防科技集团、英国戴森公司、英国罗罗公司、日本夏普公司和荷兰飞利浦公司等。其中,剑桥大学将开展石墨烯在柔性电子和光电子方面的应用研究,如触摸屏等。帝国理工大学将开展石墨烯在多功能涂层、纤维复合材料方面的应用研究。剑桥大学将和曼彻斯特大学合作探索石墨烯在能源存储方面的应用研究,如超级电容器和电池等。美国宝洁公司、英国戴森公司将和杜伦大学合作探索石墨烯复合材料的潜在应用领域。

  欧盟

  诺奖科学家领衔

  欧洲是石墨烯的诞生地,十分注重在这一领域提前布局。欧盟委员会认为,从长期看,石墨烯材料可能同钢铁、塑料一样重要,有可能代替硅成为信息技术的基础材料,还可能在能源、交通和医疗领域发挥重要作用。

  2013年1月,欧盟委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一,10年提供10亿欧元资助,将石墨烯研究提升至战略高度。

  石墨烯旗舰项目的使命是让石墨烯从实验室走向社会,促进经济增长并创造新就业。旗舰项目将组成产学研联盟,涵盖从材料生产到零件和系统集成的整个价值链。从2013年开始,旗舰项目将协调来自欧洲17个国家学术界和产业界的126个研究组,计划在30个月内投入5400万欧元。在项目启动后将通过公开征集的方式进一步扩大产学研联盟,计划再吸引20至30个研究组,以加强该计划在工程领域的研究实力。

  根据欧盟委员会的决定,石墨烯旗舰项目将由瑞典查默斯理工学院科学家亚里·基纳雷特牵头,由来自世界各地的研发团队共同负责实施。战略咨询委员会将为项目管理团队提供支持。该委员会成员包括三位诺贝尔奖获得者、空客公司和诺基亚公司的代表以及国际科学界的两名代表。在三位诺贝尔奖获得者中,英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫因首先分离出石墨烯材料于2010年获得诺贝尔物理学奖,德国科学家冯·克利青因发现整数量子霍尔效应于1985年获得诺贝尔物理学奖。

  该项目的研究范围十分广泛,其中石墨烯的制备是核心。在30个月的爬坡期阶段,石墨烯旗舰项目将重点关注信息通讯技术和交通领域,并支持石墨烯在能源和传感器领域的应用。

  虽然目前欧洲一直没有积极申请专利,但美国德州仪器公司的石墨烯专家路易吉·科伦坡认为,它仍是当今全球石墨烯的研发中心。

  四、石墨烯在激光领域的应用进展

  1、科学家发现石墨烯可制成更耐高温的激光武器

  石墨烯用途非常广泛,是一种被科学家寄于厚望的新型材料。在制造业,它不仅被运用在半导体芯片、太阳能电池、高强度外壳材料等领域,而且在光学方面上,石墨烯也有相当大的用途。

  据国外媒报道,来自国外的部分研究机构发现,石墨烯这种材料拥有难以置信的光吸收能力,并且还能把吸收的光波迅速转化为波长更短、频率更高的激光,持续时间为几飞秒。科学家们表示,利用这个新发现,未来他们可以发明更耐高温的激光发射武器(石墨烯超耐高温)。

  当然,这个发现目前仅存在于实验室,如果科学家们建立出实体模型,将能够增加激光发射器的使用寿命和发射功率。

  2、日本首次实现激光操纵磁悬浮石墨烯运动

  最近,日本青山学院大学在一项研究中,首次实现了用激光操纵磁悬浮石墨烯运动,通过改变石墨烯的温度,能改变它的悬浮高度,控制运动方向并让它旋转,而且演示了阳光也能让石墨烯旋转。这一成果对研究光驱动人类运输工具有重要意义,并有望带来一种新型光能转换系统。相关论文发表在最近出版的《美国化学协会期刊》上。

  磁悬浮已证明对从火车到青蛙各种物体都有效,但至今还没有一款磁悬浮的制动器,将外部能量转化为动能。研究人员解释说,产生磁悬浮是由于物体具有反磁性,会排斥磁场。所有物质都有不同程度的反磁性,通常情况下反磁性很弱,无法让物体浮起来。只有当物体反磁性的强度超过其顺磁性(被磁场吸引),合磁力为斥力且斥力大于重力时,才可能浮起。而石墨烯就是反磁性最强的材料之一。

  反磁物体的悬浮高度取决于外加磁场和材料本身的反磁性,悬浮位置则可通过改变外加磁场来事先控制。迄今为止,用外部刺激如温度、光、声音等因素改变材料反磁性,从而控制磁悬浮物体的运动,还没人能做到。

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