石墨烯的奇特用途

这种多功能的碳材料可用于从染发剂到跑鞋的各种产品 

棕鸟设计

加入我们的科学爱好者社区!

石墨烯似乎是一种取之不尽的礼物。这种备受吹捧的材料,由单原子厚的碳层组成,是石墨的基本单元,以其强度、导电性和其他有用的特性而闻名。它为一系列未来应用带来了希望,从高容量电池到更轻更坚固的飞机机翼。它正慢慢进入市场,应用于导电墨水和专业运动装备。但其他提议的应用更贴近生活:一些研究人员认为石墨烯可以彻底改造从个人护理到鞋类的一切。

纳米染发剂

石墨烯片可以相互吸附并呈现黑色,就像石墨一样。那么它们能用来给头发染色吗?为了找出答案,西北大学的材料科学家贾兴黄和他的同事将石墨烯薄片与壳聚糖(一种由甲壳类动物外壳制成的食用糖)在水中混合。当他们将所得的墨水刷在金色头发样本上时,柔韧的薄片紧紧包裹在头发的弯曲表面周围;壳聚糖通过与头发蛋白质角蛋白结合,将碳固定到位。研究人员在四月份的Chem杂志上报告称,这种染料持续了30次洗涤。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。


商店购买的永久染发剂通过一系列化学反应发挥作用,“将你的头部用作烧瓶”,黄说。刺激性化学物质会损害头发并刺激皮肤。石墨烯可能对健康和环境造成的风险仍在研究中,但这种染料无研磨性,且薄片太大,无法进入人体毛孔,黄指出。并且该材料的抗静电荷特性赋予了良好的副作用:它可以对抗毛躁。

电子身份标签

来源:棕鸟设计

用激光照射织物或食物,它会炭化。通过以精确控制的方式这样做,研究人员将天然材料中的碳原子重组为石墨烯。正如二月份在线发表在ACS Nano杂志上的一项研究中所述,科学家们将石墨烯图案烧蚀到布料、纸张甚至面包上。这项技术可能蚀刻电子电路,用作可生物降解的射频识别 (RFID) 标签,用于追踪服装或纸币。它还可以创建可食用的传感器,指示水果是否成熟或被污染。

该研究的资深作者、莱斯大学化学家詹姆斯·图尔说,激光的强光和热量重组碳原子并在它们之间形成键。多次照射是关键。最初的照射使材料烧焦,产生无定形碳或烟灰。随后的照射将原子组织成石墨烯标志性的蜂窝状图案。

高级鞋履

来源:棕鸟设计

超强抓地力的石墨烯鞋可能将于今年冲入商店。英国运动服装公司 Inov-8 计划销售鞋底橡胶中掺有这种神奇材料的跑鞋,这将使它们更坚固、更灵活。

意大利鞋制造商 Fadel 更进一步。该公司与热那亚的意大利理工学院的研究人员合作,在其 Freshoes 凉鞋外底和鞋垫中添加了石墨烯。据称,该材料具有抗菌特性并能吸走热量,保持脚部清新凉爽。

Prachi Patel 是一位常驻匹兹堡的自由记者。她撰写关于能源、材料科学、纳米技术、生物技术和计算的文章。

更多作者:Prachi Patel
大众科学 Magazine Vol 318 Issue 6本文最初以“奇特的石墨烯”为标题发表于《大众科学》杂志 第 318 卷第 6 期(),第 20 页
doi:10.1038/scientificamerican0618-20
© . All rights reserved.