石墨烯是目前在科技界最為流行的一種高性能材料，單層原子的厚度和各種優(yōu)良性能，使它在各行各業(yè)都具有極高的應用潛力。從改進海水淡化過濾設備到快速充電電池，再到發(fā)明下一代LED的燈泡、改進太陽能電池。但是我們相信石墨烯的潛力遠不止這些，下面帶大家盤點下石墨烯目前已經改變的六種技術。

凈化海水

在全球范圍內，將海水變成普通飲用水的研究始終都不曾停止。洛克希德·馬丁公司發(fā)現使用石墨烯做為過濾器能減少過濾海水的能源消耗，這種薄膜的厚度是同類產品的五百分之一，但是強度卻達到了同類產品的1000倍。他們將這個過濾器稱為「Perforene」，這個過濾器原本的設計目的是為了清理漏油，但是研究人員最近發(fā)現這個過濾器也可以用在海水凈化上。

因為過濾器中的濾膜很薄孔很小，只有水分子能通過，而相對比較大的鹽離子就無法通過了，而這個過程的能源消耗比普通的海水凈化過程要少20%，更加適合用電凈水的地區(qū)。當然洛克希德·馬丁公司還面臨著生產上的挑戰(zhàn)，如何在工業(yè)上處理這個極薄的濾膜還是個難題。

超快速充電

現在人們使用的各種充電電池，每次用完之后都要花很久的時間來充電。不久前，澳大利亞斯威本大學的研究人員利用石墨烯電容器發(fā)明了一種電池，新電池由3D打印制作的石墨烯片組成，多層石墨烯在一起組成了這種大容量電池。該電池循環(huán)使用的時候不會有明顯的性能損失，更重要的是，這種電池可以在幾秒鐘之內充滿。

新電池可以直接替換智能手機、平板、電動汽車里面的鋰電池。石墨烯的出現給電池一個新的方向，對比傳統(tǒng)電池，其使用壽命和對環(huán)境的的污染方面也完全擊敗了傳統(tǒng)電池。由于石墨烯的制備工藝比較復雜，研究者用3D打印制作的石墨烯價格要低一些，降低了電池的成本，使之具有更高的應用前景。

雨中太陽能發(fā)電

云南師范大學和中國海洋大學的研究人員用石墨烯開發(fā)了一種新型太陽能電池板，可以實現在雨中發(fā)電。為了產生電壓，研究人員在太陽能電池表面覆蓋了原子厚度的石墨烯，由于雨水并不是純凈的「水」，其中含有各種鹽類，石墨烯中的電子在與雨水接觸的時候，會吸引雨水中的離子，從而產生電壓。這樣就可以讓太陽能電池板在雨中發(fā)電了。

雖然現在這個太陽能電池的光電轉化效率只有6.5%，和目前太陽能電池的22%光電轉化效率有一定差距。但是經過改進后，會適用更多的環(huán)境。

超高效率的燈泡

曼徹斯特大學稱自己是石墨烯的故鄉(xiāng)，因為在2004年，研究人員第一次在曼徹斯特大學發(fā)現了石墨烯。而在2015年，這個大學的一個研究石墨烯的團隊發(fā)明了一種使用石墨烯覆蓋可調光的LED燈泡，這個燈泡在LED表面涂上了一層石墨烯，增加了燈泡的導電能力，同時使燈泡的能耗和壽命都有延長。

這個燈泡比目前的LED燈泡能源消耗要低10%以上。這個更耐用，更省電的LED燈泡不久之后就在英國開始售賣了。這是石墨烯商品中，早期成功商業(yè)化的產品之一。

世界上最輕的材料

科學家一直致力于開發(fā)出更輕的材料。在2011年以前，最輕材料的記錄一直是每立方厘米0.9毫克，在同年，這個記錄從0.9改成了0.18。而在在2013年，中國的研究團隊設計了海綿狀的石墨烯氣凝膠，以0.16的成績摘得了世界最輕材料的桂冠。他們使用干冰和氧化石墨烯做出了石墨烯氣凝膠，做出的氣凝膠密度極低，每立方厘米只有0.16毫克。這種用碳做成的海綿，非常的柔軟同時還具有極好的吸附能力。

該研究團隊說，這個海綿可以吸收自身重量900倍的物質，在將來很可能用這種海綿來清理油污。更重要的是，由于這個石墨烯氣凝膠不同于其他的氣凝膠，具有一定的彈性。這樣，無論是油還是海綿都可以回收利用。這就成為了一個可以循環(huán)的解決方案。

比鋼鐵強度高10倍

紙是一個公認的強度不高的物品。幾滴水就讓這張紙的強度消失。五年前，悉尼科技大學使用石墨烯開發(fā)出來一種石墨烯紙，它的強度是金屬的10倍以上，重量和密度是鋼鐵的六分之一，是一種很耐用的納米紙。這種紙是由石墨烯壓制而成的紙張，但是壓制的出來的完全是一張柔性的紙張。用完之后可以100%回收，它的導電性、耐用和超薄的特點讓它在很多行業(yè)中都有非常好的前景。

目前該大學的研究人員正在與波音公司合作，研發(fā)創(chuàng)新這種材料，由于這種石墨烯紙目前表現出的良好性能，未來很有可能成為碳纖維等其他碳基材料的替代品。