石墨烯是当今世界最受瞩目的材料之一，虽然它只有一个碳原子那么厚，但它的强度却是钢的100倍，而且灵活度非常高。自从2004年科学家成功从石墨中分离出石墨烯，涉及石墨烯的专利清单每年都在呈指数增长。石墨烯所带来的技术革命，正在一点点地改变着这个世界！

来自空气中的燃料

英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，并获得了2010年的诺贝尔物理学奖。盖姆同时也发现了石墨烯可以用来制作移动发电机，其动力来源可以是从空气中提取的氢。尽管石墨烯非常致密，即使是最小的气体原子（氦原子）也无法穿透，但它仍然可以用于筛出氢原子中的电子。这意味着石墨烯薄膜可以大大提高质子导电膜的效率，质子导电膜是燃料电池技术的重要组成部分。盖姆想象，未来的车辆可能是由空气中微量的氢来提供动力的。

石墨烯颠覆隐形眼镜领域

1、让隐形眼镜具备夜视能力

研究人员已经公布一项智能隐形眼镜计划，它能让使用者拥有红外“夜视”能力。

该科研组称，他们通过把石墨烯夹入到两片镜片中间，产生一种能够捕捉从可见光到红外线的任何光的传感器。他们已经制成一个比手指甲还小的原型，专家表示，有一天它将会被嵌入镜头，为士兵和其他有需要的人提供夜视能力。美国密歇根大学的仲朝晖(Zhaohui Zhong)表示，他们通过分层方法，得以制出超薄传感器。这位电子学和计算机工程学副教授说：“我们能让整个设计达到超薄效果。我们可以把它覆盖在隐形眼镜上，或者是与手机结合在一起。”

仲朝晖打造的这个原型装置已经“比粉色手指甲更小一些”，而且它很容易按比例缩小。他说：“如果我们将它与隐形眼镜或者其他可穿戴电子产品结合在一起，就能扩大你的视野。它为你与周围环境进行互动提供了另一种方式。”该装置利用了石墨烯的“超级感应器”特性。这种材料在接触到光子(光能)时，会受到很强的影响。这会促使它转变成所谓的“热载子”，科学家可对这种影响进行测量、处理，并转变成图像。该科研组已经发现一种新方法，它能把石墨烯夹在两片镜片中间，让它变得像商业数码相机采用的CMOS硅图像传感器一样灵敏。

这个科研组在《自然》杂志中写道：“对超宽带光电探测器而言，石墨烯是一种很有前途的候选材料，因为它的吸收光谱涵盖整个红外线到远红外线的这一系列光谱。我们在这里汇报了一种基于石墨烯双层异质结构的超宽带光电探测器设计。这种探测器是一种光电晶体管，它由一对堆叠在一起的石墨烯单分子膜组成，两层膜用隧道结隔开。在光学照明下，在上层产生的光激发的热载流子就会沿隧道穿过下层，导致电荷聚集在门电路上，并在沟道电导上产生很强的光选择效应。该装置示范了从可见光到中红外范围的常温光电控测。”

2、可以治疗干眼症

通过仿生技术让我们的眼睛拥有夜视能力、健康监测能力，并直观地增强现实听起来有点过于科幻。但是随着电子设备的微型化和生物相容性的提高，这些都是智能隐形眼镜领域正在开发的真实应用。

然而，由于这样的设备很可能会通过无线电波进行通讯和通电，会让眼睛暴露在电磁辐射之下。上述石墨烯涂层隐形眼镜是由 Byung Hee Hong的团队在韩国首尔国立大学研发的，他表示：“隐形眼镜的电磁屏蔽功能非常重要，因为电磁波是很多眼科疾病(包括白内障)的潜在原因。“ 与此同时，佩戴隐形眼镜还可导致各种疼痛病症，例如干眼综合征，保湿也成为一个难题。

通过仿生技术让我们的眼睛拥有夜视能力、健康监测能力，并直观地增强现实听起来有点过于科幻。但是随着电子设备的微型化和生物相容性的提高，这些都是智能隐形眼镜领域正在开发的真实应用。

然而，由于这样的设备很可能会通过无线电波进行通讯和通电，会让眼睛暴露在电磁辐射之下。上述石墨烯涂层隐形眼镜是由 Byung Hee Hong的团队在韩国首尔国立大学研发的，他表示：“隐形眼镜的电磁屏蔽功能非常重要，因为电磁波是很多眼科疾病(包括白内障)的潜在原因。“ 与此同时，佩戴隐形眼镜还可导致各种疼痛病症，例如干眼综合征，保湿也成为一个难题。

3、开启“捕食者”视角

科幻电影《捕食者》中的外星刺客拥有一个超能力：他看到的世界是热红外影像的。现在，你也可以拥有如“捕食者”一般的视角。来自密歇根大学的研究人员开发了一种石墨烯隐形眼镜，使佩戴者能够感知整个红外光谱，以及可见光和紫外线。研究人员称：“如果我们将石墨烯隐形眼镜与其他的可穿戴式电子产品结合起来使用，将大大扩大我们的视野，为我们提供一种与环境交互的全新方式。”

4、用于电磁干扰屏蔽和脱水保护

隐形眼镜型可穿戴设备也被开发用于各种目的，包括通过测量眼压或眼泪的葡萄糖成分来诊断青光眼或糖尿病，而使用电磁波的RF技术可以用于电源或信号。然而，在这种情况下，存在低温烧伤或脱水的可能性，因为即使从设备产生的电磁波干扰（EMI）水平被认为相对较弱，暴露于EM波是非常连续的并且靠近眼睛。同样，随着各种无线设备连接到物联网（IoT）技术，我们的眼睛暴露在环境电磁波中的几率将稳步增加。因此，智能隐形眼镜的EMI屏蔽功能具有重要意义。

石墨烯是一种原子薄的碳材料，具有二维六边形晶格，表现出优异的电学和力学性能以及优异的生物相容性。此外，石墨烯能够保护眼睛免受可能导致白内障等眼部疾病的电磁波的伤害。在这里，我们报道了一种基于石墨烯的高导电隐形眼镜平台，该平台可以减少暴露于电磁波和脱水。EM能量被石墨烯吸收并以热辐射的形式耗散。本文还通过监测盖有隐形眼镜的小瓶中水分蒸发率的变化，证明了石墨烯涂层镜片增强的脱水保护效果。

因此，我们相信石墨烯涂层隐形眼镜将为未来的可穿戴技术提供一个医疗保健和仿生平台。

石墨烯的其他创新应用

1、可饮用的海水

石墨烯有助于解决世界水危机，由石墨烯制成的膜可以让水通过，但把盐过滤掉。换句话说，石墨烯可以彻底改变海水淡化技术。麻省理工学院的研究人员发现，这种材料的透水性比传统的反渗透膜高出几个数量级，而且纳米多孔石墨烯在水净化中可能发挥着重要作用。在2018年的一项研究中，澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员使用了一种被称为“graphair”的石墨烯，仅过滤了一次，就将海水净化为了饮用水。过滤中只用到了加热装置、石墨烯、薄膜过滤器和一个小水泵，该项技术有望在未来得到推广。

2、基于石墨烯的电子产品

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯还可以用来制造超薄的柔性触摸屏，以后，你再也不用担心把智能手机摔碎了。2018年，美国麻省理工学院和哈佛大学的物理学家们发现，石墨烯展现出更奇妙的电子特性，石墨烯可以被调节为两个极端：绝缘体或超导体。表现出两种极端不同的电气特性：作为绝缘体，电子在其中完全无法流动；作为超导体，电子在其中可在零电阻的情况下流动。

3、一个没有锈的世界

因为石墨烯实际上是不可渗透的，所以有一天也许可以用石墨烯涂层来消除腐蚀和生锈。研究人员甚至表示，玻璃器皿或覆盖石墨烯涂层的铜板可以作为盛放具有腐蚀性、强酸性物质的容器。团队的研究人员Rahul Nair称：“石墨烯可以带来真正的行业变革，它可以用于保护产品免受空气、气象要素或腐蚀性化学品的损害，应用在医疗、电子、核工业甚至造船业等行业上。”

4、发光壁纸

根据新型石墨烯电极技术，未来发光壁纸有可能会取代LED灯。发光壁纸可以更好地调节灯光，也更节能。瑞典Linköping大学的研究人员NathanielRobinson称 ：“用石墨代替传统的金属电极，未来的组件将更容易回收，从而有利于环境保护。”

5、更快更强的游泳选手

意大利DirectaPlus公司联合意大利科尔马公司在德国慕尼黑体育用品博览会（ISPO Munich）上发布了公司第一款采用石墨烯和纳米技术制作的运动服装。含有石墨烯的运动服装与传统运动服相比，关键性能在于它可以成为人体和外部环境的过滤器，确保穿着者能保持理想的温度。此外，该运动服还能有效降低空气和水的阻力，提高运动灵活性，从而大大提高运动员的速度。

6、整合生物系统

在未来的医学领域，也许可以在人体中植入石墨烯，它可以读取你的神经系统或与细胞对话，帮助医生更好地监控你的身体，也可能有助于诊断和调整你的生物系统以达到最佳的健康状态。这项技术还可以帮助健身爱好者跟踪和监测他们的健身计划。

7、可佩带式票券

当你推着购物车经过结算柜台时，不需要像现在这样排队逐个扫描商品，物联网无线系统会自动统计你购物车中的物品并计价，并从你的购物卡扣除费用，所有的一切将瞬间完成，你只要拿到一个收据即可。未来让你享受如此轻松购物的，正是石墨烯技术在射频识别上的应用。

文章来源： 盟云VRAR，北京研诺信诚，华夏地理，Flexible Intelligent Lab