石墨烯旗艦項目（Graphene Flagship）致力于加速石墨烯從實驗室往工業化邁進的腳步，下面匯總了該項目支持研究得到的具有重大意義的成果：

    1、石墨烯和神經元是最好的朋友

    研究人員發現可以將未經處理的石墨烯與神經元連接起來，并且還能保持整個活性細胞的完整性。該工作是利用石墨烯制作用于控制大腦的腦深部移植物的第一步。該工作是由意大利的里雅斯特大學教授Prato完成的，他指出他們正在致力于將石墨烯最前沿的技術用于生物醫學領域，研究石墨烯薄片與復雜的神經元細胞信號傳導機制之間的關系。

    （ACS Nano, “Graphene-Based Interfaces do not Alter TargetNerve Cells”）

    2、石墨烯壓力傳感器

    壓力傳感器目前廣泛應用于移動手持設備，如果將目前的傳感器膜換成石墨烯膜，可以使傳感器尺寸減小，并且極大提高靈敏度和壽命。該工作的第一作者Robin Dolleman來自于荷蘭的代爾夫特大學，他們花了一年的時間為系統建模，最終才確定了壓縮模壓力傳感器的想法。壓縮模壓力傳感器由31層石墨烯組成，比硅基傳感器靈敏度高了45倍，器件尺寸也降低了25倍。目前該工作采用了單層石墨烯，也能夠取得相似的結果。

    （Nano Letters, “Graphene Squeeze-Film PressureSensors”）

    3、無摩擦石墨烯

    研究人員發現了石墨烯納米棒在表面上滑動時展現出來的超潤滑性質，與納米棒尺寸和彈性有關。這一重要的發現顯示了納米石墨烯用于無摩擦涂層的潛力。

    （Science, “Superlubricity of graphene nanoribbons on goldsurfaces”）

    4、石墨烯皮劃艇

    西班牙汽車內飾專家Grupo Antolin SA與羅馬皮艇合作研發一款創新型的皮艇，在其熱固性聚合物內加入石墨烯材料。采用石墨烯和相關的材料可以顯著提高強度和剛性，并且改進皮艇某些危險部分的耐破損能力。在九月份舉辦的皮劃艇馬拉松世錦賽中，羅馬皮艇采用了K-1皮艇，該皮艇中就采用了石墨烯。

    5、生產石墨烯-廚房攪拌機做法

    石墨烯旗艦項目的研究人員已經發明了一種方法可以大規模生產石墨烯，采用的是一個旋轉工具將液態的石墨片分離開，類似于廚房中的攪拌機。該方法可以提供生產石墨烯的速度，并且得到的二維材料具有多種用途，從印刷電子學到能源發電領域。

    （Nature Materials, “Scalable production of largequantities of defect-free few-layer graphene by shear exfoliation inliquids”）

    6、柔性顯示可以放進口袋

    FlexEnable發明了世界上第一個柔性顯示屏，其像素背板采用了石墨烯材料。與電泳成像膠片結合起來就能得到一個低功率的、耐用的顯示器，可以適用于多種不同環境。這種顯示器具有極大的潛力用于諸如可穿戴領域和互聯網等領域中。

    7、采用石墨烯極大提高光纖數據傳輸量

    石墨烯旗艦項目中的一組研究人員制作了一種高性能光探測器可用于紅外光纖通信系統，系統采用了石墨烯晶圓。這可以在減小器件尺寸和降低成本的同時，提高傳輸信息量。

    （ACSPhotonics, “50 GBit/s Photodetectors Based on Wafer-Scale Graphene forIntegrated Silicon Photonic Communication Systems”）

    8、石墨烯用于可充電電池

    石墨烯旗艦項目下屬的幾個不同的研究組都在研究可充電電池。有一個小組發明了基于石墨烯的鋰離子類型的電池用于手持電子設備中。石墨烯主要用在電池電極上，以包含石墨烯納米片的涂抹墨水的形式，可以提高20%的能效。另一組研究人員則研究得到了高能量密度、效率和穩定性的氧化鋰電池。電池的效率超過90%，可充電超過2000次。氧化鋰電池電極是多孔、蓬松的，加入了石墨烯和其它添加劑可以改變電池中的化學相互作用。

    （Science,“Cycling Li-O2 batteries via LiOH formation and decomposition”）**

    （NanoLetters, “An Advanced Lithium-Ion Battery Based on a Graphene Anode and aLithium Iron Phosphate Cathode”）

    石墨烯– what and why?

    石墨烯是一種二維材料，由單層蜂窩狀網格的碳原子組成。這種透明的、柔性的材料具有很多特殊的性質。例如，它的強度是鋼的100倍，并且導電和導熱性能極佳。現在有很多工作致力于探究石墨烯的應用。包括用于柔性、可穿戴電子學和天線、傳感器、數據傳輸系統、醫學和仿生生物技術、超強復合物、光伏和能量存儲領域。

    石墨烯及未來

    對于石墨烯的研究還涵蓋了于與其相關的其它材料或其它結構，從聚合物到金屬，水泥，傳統半導體材料等。石墨烯只是上千種單層材料中的一種。旗艦項目希望能夠加速實驗室技術到工業轉化的腳步。尤其讓人激動的是可以將這些不同的單層材料疊加一起從而創造出自然界中沒有的材料，得到想要的性質以用于特殊的領域。這些復合層材料還可以與其它納米材料結合在一起，從而能夠增強某些特性。

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責任編輯：王元

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