石墨烯的動(dòng)態(tài)：

，石墨烯是由六邊形結(jié)構(gòu)的碳原子組成的二維結(jié)構(gòu)，組成元素與鉛筆芯石墨一樣。都是同樣的元素，導(dǎo)致不同性能表現(xiàn)的原因在于，原子排列結(jié)構(gòu)不同。石墨烯的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它具有高強(qiáng)度、高硬度、高導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，以及幾乎透明的光學(xué)特性。

第二，單層石墨烯當(dāng)前還停留在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，沒(méi)有大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用案例。媒體上報(bào)道的石墨烯電池，是指多層石墨烯，距離實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用至少5年以上。多層石墨烯通常與其他材料復(fù)合應(yīng)用后，呈現(xiàn)多樣化。

第三，盡管石墨烯行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)初期，但依然需要密切跟蹤它的研究成果，以及對(duì)于其他行業(yè)的顛覆性的影響。另一方面，也需要考慮一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的時(shí)點(diǎn)，畢竟技術(shù)只有真正與行業(yè)真實(shí)需求相結(jié)合，它的價(jià)值才能化發(fā)揮。

石墨烯的特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域：

一，芯片領(lǐng)域

石墨烯跟芯片有什么關(guān)系呢？

1.石墨烯具有的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)特性。

2018年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層石墨烯之間有一個(gè)特別小的夾角的時(shí)候（大概1.1°），兩層石墨烯的薄膜之間會(huì)交替出現(xiàn)超導(dǎo)和絕緣的區(qū)域，就像是汽油漂在水面上交替出現(xiàn)的彩色條紋一樣。

這個(gè)現(xiàn)象讓科學(xué)家們非常興奮。它開(kāi)啟了一個(gè)被稱為轉(zhuǎn)角電子學(xué)的研究領(lǐng)域，1.1°這個(gè)角度，就被稱為“魔角”。

而在這一次的研究中，人們發(fā)現(xiàn)了石墨烯一個(gè)更重磅的特性，就是通過(guò)一個(gè)小的電壓變化，我們就可以控制這個(gè)超導(dǎo)現(xiàn)象的打開(kāi)或者關(guān)閉。正是這個(gè)可控的特性，讓科學(xué)家異常興奮，甚至看到了未來(lái)芯片的一種可能。

像我們所熟悉的各種芯片，包括電腦的CPU、手機(jī)的AI芯片，還有大量的集成電路器件等等，它層的結(jié)構(gòu)單元，其實(shí)就是邏輯開(kāi)關(guān)。

所以，在遙遠(yuǎn)的地平線上，科學(xué)家們仿佛看到了一種全新的、構(gòu)成芯片底層結(jié)構(gòu)的可能，那就是用兩層石墨烯的夾角結(jié)構(gòu)，也就是“魔角”，構(gòu)成邏輯開(kāi)關(guān)的陣列。

而且這個(gè)陣列還有一個(gè)特別誘人的特性——那就是超導(dǎo)。

要知道現(xiàn)在芯片行業(yè)頭疼的一個(gè)難題，就是晶體管發(fā)熱的問(wèn)題。而石墨烯夾角帶來(lái)的超導(dǎo)特性，意味著這樣的材料不會(huì)發(fā)熱，因此格外吸引人。

不過(guò)平心而論，因?yàn)槟壳搬槍?duì)石墨烯器件的研究，普遍都在原理階段。咱們說(shuō)的這種新型芯片，距離實(shí)現(xiàn)看起來(lái)還非常非常遠(yuǎn)。

那為什么希望這么渺茫，科學(xué)家們還費(fèi)盡心思地鉆研呢？

這是因?yàn)?，這種新型材料很有可能解決信息技術(shù)領(lǐng)域的“焦慮”——摩爾定律的極限。

我們知道，所謂摩爾定律是指單位面積的集成電路數(shù)量，平均每18個(gè)月就要翻一番。在過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，摩爾定律一直在延續(xù)。單個(gè)晶體管的大小，從原來(lái)的幾百微米，縮小到了今天的7納米。

所以，我們今天的一塊手機(jī)芯片上，可以有100億個(gè)晶體管。這些就是支持一個(gè)手機(jī)強(qiáng)大算力的基礎(chǔ)設(shè)施。

但發(fā)展到這個(gè)地步，用于制作晶體管的硅材料，已經(jīng)遭遇了“物理極限”——如果晶體管再小下去，很可能就會(huì)出現(xiàn)“量子效應(yīng)”——也就是說(shuō)，芯片會(huì)變得不穩(wěn)定、不可靠。

可是人們對(duì)于算力的渴望又是無(wú)窮無(wú)盡的，就像上面說(shuō)到的機(jī)器視覺(jué)超能力，也需要越來(lái)越高的算力才能實(shí)現(xiàn)。

所以在科研領(lǐng)域，有不少科學(xué)家都在嘗試，不用傳統(tǒng)的硅材料作芯片，嘗試其他的材料。

在這些研究思路之中，有一條就是用碳基芯片代替硅基芯片，石墨烯就是其中之一。

這條關(guān)于石墨烯的進(jìn)展之所以值得關(guān)注，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是它通過(guò)一種可控的方式，實(shí)現(xiàn)了石墨烯在超導(dǎo)和絕緣之間的切換。這個(gè)切換，讓石墨烯原料成為了一種開(kāi)關(guān)，它能作為一種全新的芯片原理，延續(xù)摩爾定律的發(fā)展。

當(dāng)然，這些都是從芯片材料的角度對(duì)于這項(xiàng)研究的解讀。作為早期的學(xué)術(shù)研究，石墨烯轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)很可能還會(huì)從超導(dǎo)原理、二維材料的設(shè)計(jì)等等其他方面，發(fā)揮意想不到的作用。