在当今科技迅猛发展的时代，纳米材料无疑是一个备受瞩目的领域。其中，纳米碳材料因其独特的结构和卓越的性能，成为材料科学与工程领域的热门话题。无论是碳纳米管、石墨烯还是碳量子点，它们都以高度可控的结构、优异的电学、光学和热学性能，以及卓越的机械柔性而闻名。这些特性使得纳米碳材料在能源存储与转换领域中展现出广泛的应用前景。

石墨烯，这种由单层碳原子通过共价键连接而成的二维晶格结构，可以通过机械剥离法或化学气相沉积法制备。机械剥离法通过将胶带粘在石墨表面，然后迅速撕下，从而剥离出石墨烯薄片。而化学气相沉积法则是在高温下将碳源气体分解在催化剂表面，形成石墨烯。

能源存储领域，石墨烯能发挥重要作用

在能源存储领域，纳米碳材料发挥着重要作用。首先，让我们了解一下超级电容器，这是一种高功率、高能量密度的能量存储装置石墨烯作为导电材料，被广泛应用于超级电容器的电极中。它们具有高比表面积和优越的电子传输性能，能够提高电极的容量和电荷传输速率，从而增强超级电容器的性能。

而在锂离子电池领域，石墨烯同样发挥着重要作用。它们作为电极材料，具有良好的导电性和电化学稳定性，能够提高电池的导电性和循环寿命，从而提高电池的性能。此外，碳量子点也被应用于锂离子电池中，作为包覆材料，改善电池的结构和稳定性，提高电池的循环寿命和容量。

在钠离子电池领域，由于钠离子与锂离子具有类似的电化学性质，纳米碳材料同样具有良好的电化学性能。石墨烯可作为钠离子电池的电极材料，提高电池的导电性和循环寿命。碳量子点也可以用作钠离子电池的包覆材料，增强电池的稳定性和容量。

五层石墨烯新特性，或改变数据存储方式

美国麻省理工学院（MIT）的研究人员最近在石墨烯领域取得了一项重大突破。他们发现，当将石墨烯排列成五层时，会出现一种新奇的多铁性质，这可能对未来的数据存储方式产生深远影响。这一发现可有助于开发低功耗数据存储解决方案。

石墨烯是由碳原子以蜂窝状晶格排列而成的单层结构，已经在多个领域找到应用。这项研究的领头人，麻省理工学院的物理学助理教授龙居（Long Ju）带领的研究团队发现，五层石墨烯展现出独特的电子性质，特别是多铁性。

多铁性材料可以同时具备电性、磁性和结构性质，这使它们成为潜在的数据存储驱动器材料。目前的数据存储解决方案主要依赖于磁性，但切换需要大量电能，非常耗时。然而，多铁性材料具有潜力，可以用更少的能量进行切换。

研究人员发现，通过将石墨烯排列成五层，电子运动减缓，从而有助于电子之间的互动，创造多铁性。这种材料还具有出奇制胜的特性，可通过电场控制两种不同的多铁性。这意味着未来可能使用更少的能量存储更多的数据。

尽管这一研究仍处于实验阶段，但它为数据存储技术的未来提供了崭新的前景，也鼓舞了科学家和工程师的进一步研究与探索。

石墨烯可使硬盘数据存储量提高10倍

利用神奇材料石墨烯，剑桥大学的一支科研团队在数据存储上取得了巨大进步。新的设计为硬盘驱动器（HDD）开启了更高的工作温度，并随之带来了前所未有的数据密度，该团队称这代表了当前技术的十倍增长。

在硬盘中，数据被一个移动的磁头写入快速旋转的盘片上。通过称之为碳基外涂层（COCs）的特殊涂层来保护这些盘片免受机械损伤和腐蚀，尽管这些只能在一定的温度范围内执行，而且还需要占用大量的空间。

剑桥大学的研究人员能够用一到四层的石墨烯取代商业硬盘中使用的 COC，石墨烯是一种单层的碳原子材料，具有令人难以置信的强度和灵活性，以及其他高价值的特性。石墨烯的薄度使其能够大大节省空间，而且在防止机械磨损方面也优于目前的COC，腐蚀程度是 2/5，摩擦力是1/2。

但最有希望的是，石墨烯层的加入提高了硬盘的工作温度。这是因为它使研究小组能够使用一种称为热辅助磁记录（HAMR）的先进写入技术，该技术将记录层加热到更高的温度，使数据位更小，更紧密地排列在一起，同时保持稳定。

HAMR 与当今的 COC不兼容，但神奇的材料石墨烯可以承受热量。这与节省空间相结合，导致了科学家们所说的前所未有的数据密度，即每平方英寸10兆字节，比今天的解决方案增加了10倍。来自剑桥石墨烯中心的 Anna Ott 教授表示：“证明石墨烯可以作为传统硬盘的保护层，并且能够承受HAMR条件，这是一个非常重要的结果。这将进一步推动新型高面积密度硬盘驱动器的发展”。

文章来源： 硬科技前沿Tech，cnBeta，小华visit天下