请不要再叫我肉眼凡胎，因为我有石墨烯
早在 2012 年，华为董事长任正非在接受媒体采访时声称：“这个时代最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代”。
这句话说得一点都没错。近些年来科学家正在加速挖掘石墨烯材料的用途，从太阳能电池到感光元件，从超级电容器到抗癌药物······你都可以看到石墨烯的身影。
现在，科学家又为这个神奇的材料挖掘了新用途——
他们开发了一种智慧石墨烯涂层，它可以透过色彩变化来显示房屋架构断裂的地方。
在介绍这项技术前，你可能想问，石墨烯到底是何方神圣？
曼彻斯特大学教授 Geim 和 Novoselov 在《Natural Material》发表的论文，将石墨烯定义为“一种平面单层紧密打包成一个二维（2D）蜂窝晶格的碳原子”。
它是元素碳的同素异形体，虽然和碳具有相同的原子数，但是由于以不同的方式排列，因此具有与之不同的性质。
这么说你可能没什么感受不到石墨烯的神奇，让我们类比一下吧——
* 它的拉伸强度为 130GPa（Gigabit 帕），比钢强 100 倍以上；
* 它的柔性强、透通而且导电性高，并且对大多数气体和液体不渗透。
总之，几乎没有什么是石墨烯做不到的。
基于石墨烯各种各样“逆天”的特质，德国莱布尼兹聚合物研究所的研究人员开发了一种智慧石墨烯涂层，在房屋架构发生断裂的地方，石墨烯涂层会透过自身色彩的变化来提醒我们。
莱布尼兹研究所複合材料系的科学家 Shang-Lin Gao 表示：
世界各地的大量关于石墨烯的研究工作都着重于单层石墨烯，它为很多应用提供了功能广泛的涂层；然而我们的工作则侧重于不同大小和厚度的多层石墨烯纳米片。透过重迭这些石墨烯奈米片，我们首次实现了架构的可变着色。
这种色彩的变化可以精确到纳米级别的机械变形。
受到鱼鳞反射光的启发，参与该专案的科学家设计出一种石墨烯涂层，可放大特定波长的光，同时也会削弱一些其他光波。
石墨烯薄片放置在某些特定角度上，你会发现，损坏的区域会反射红光、黄光和绿光，完好的区域则不会反射光束。
简单来说，光的色彩可以根据一个区域所受压力的严重程度而改变。因此，你可以想像利用石墨烯涂层的反射作用，透过不同的色彩程式码来显示特定区域损伤的严重程度。
技术相较而言是抽象的，说了这么多，你可能最关心的是石墨烯涂层技术到底如何让生活变得更好。
它最大的应用就是提供人眼难以观测的微裂纹，以更保障人们的安全。
涉及运输的大部分技术都包含复杂的人造结构。
通常情况下，我们很难确定桥梁和飞机结构是否完好，毕竟微小的缺陷就可能导致巨大的事故，后果不堪设想。
而这种新的石墨烯涂层则可使检查人员轻松透过色彩变化，肉眼观察到桥梁和飞机结构出现的问题，防范于未然。
这种材料对新太空站的建立可能更重要。将侦测装置传送到太空非常昂贵，但是借助石墨烯材料，太空人目视就能检查出装置有裂缝的位置，极有助于航太部门节约资源。
一个和更多人生活息息相关的应用是在我们日常居住的房屋。
很多房子一住就是好几十年，虽然看上去饱经风霜、坑坑洼洼，但真要说出哪里有问题要修理，倒还真被问住了。
而且，这种涂料或许会对地震多发区域的房屋建设与防护有重要作用。
有了新的这种石墨烯材料，你就可以轻松地看到房屋哪里出现问题，能够更针对特定处修整，既能够保证安全性，又省下了全面检查的钱。
不过，在我们真正使用石墨烯涂层技术之前，科学家说还需要进行更多测试，来确定涂层材料是否真能完美地完成自身的工作。
目前，石墨烯涂层的研制工作还处于早期阶段。Shang-Lin Gao 教授指出，为了应对石墨烯涂层的生产量扩张、参数调控等相关的挑战，研究和投资方面还有很多工作要做。
如果这些技术得到有效的解决，变色石墨烯涂料可能会成为设计师、结构工程师眼中的无价之宝。
石墨烯的逆天应用们
| 诺基亚：用来做手机防水
诺基亚在2015年获得一项关于石墨烯的新专利：利用石墨烯氧化传感膜（Graphene Oxide sensing film）避免移动设备进水破坏内部电路。
具体来说，这是一个利用石墨烯氧化膜打造的、能够监测液体的石墨烯传感器。当这个传感器“感受”到一定的进水量后，移动设备将与电池断开连接，从而保护设备。专利显示，只需将传感器安装在电池表面就可以实现设备进水保护功能。
而且，该项防水技术与其他智能手机防水技术不同，这种方法或许可以大大降低成本，延长移动设备寿命。
| 用来承受超高水压做海水淡化
现有的海水淡化过滤膜基本都是通过反渗透作用来将水脱盐。这种方法是通过在膜的含有盐水的那一侧施加压力，以促使纯水透过薄膜，同时阻挡盐和其它分子通过。
目前，许多商业膜是在约50至80巴的压力下对水进行脱盐，如果高于此压力，这些薄膜就有可能被破坏。
麻省理工学院的工程师们发现，单片石墨烯在至少100巴（注：1巴=100000帕）的压力下仍能保持完好。这么高的压力大概是普通厨房水龙头所产生压力的20倍左右。
用这种材料做的过滤膜特别适用于海水淡化等应用领域，可以在高水压下有效地去除海水中的盐分。
| 用来造现实版金刚狼
英国格拉斯哥大学的研究人员使用石墨烯，开发出了一种触觉比人手更灵敏的电子机器人皮肤。
格拉斯哥大学教授Ravinder Dahiya表示，新开发的机器人皮肤本质上是一种触觉传感器，科学家们将利用它造出更轻巧的义肢，以及表面皮肤摸起来更柔软、更自然的机器人。
这种低功耗智能机器人皮肤由一层单原子层石墨烯制成。皮肤每平方厘米的功率为20纳瓦，相当于目前可用的最低质量的光伏电池。
皮肤给予了机器人手臂应有的按压反馈，使其可以更好地控制抓取物体的力量，即便是易碎的鸡蛋也可以稳稳地拿起和放下。
这种性能优越的机器人皮肤也并不昂贵，Dahiya表示，5-10平方厘米的新型皮肤只需花费1美元的成本。
事实上，石墨烯能做到的远不止赋予机器手臂敏锐的触感这一点，它还能帮助机器人皮肤自愈。
来源：整理自36Kr等
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