小记者积极参与互动问答
商报记者 夏莹 文/摄
3月28日,商报小记者们走进位于余杭人工智能小镇的杭州国际石墨烯博览馆,开启了一场奇妙的科技探索之旅。
石墨烯被誉为“新材料之王”,比钢强、比铜导热,却极薄极轻。浙江大学高分子科学与工程学系求是特聘教授高超研究石墨烯近20年,该馆正是由其创立的高烯科技倾力打造。
为了让小记者们直观理解这一神奇材料,讲解员穿插了多个趣味小实验:孩子们亲手拼接石墨烯的“六元环”分子结构;用红外线对比照射,发现石墨烯面料比普通棉布升温更快;还欣赏了绚丽的“石墨烯液晶画”,光影变幻如科学艺术展。
最令人惊叹的是石墨烯气凝胶——世界上最轻的固态材料,密度仅为空气的八分之一。现场放置两个小桶,一个装有气凝胶,另一个是普通材料。小记者们轮流提起,装气凝胶的桶轻若无物,引来阵阵惊叹。
从航空航天到康护纺织,从电子数码到大健康,石墨烯正走入千家万户。用石墨烯复合纤维制成的衣物,能反射人体远红外线实现“锁温”,还具备抗菌防螨功能。
这次探馆不仅让小记者们大开眼界,更点燃了他们对科学的无限好奇。
烯望
在科技世界上空,悬浮着一片石墨烯星云,极光般梦幻。黄得妖娆,棕得深远,蓝得灵谧,绿得生动。这片星云如丝绸般在天际滑动,尽显“烯”望之光。
石墨烯作为冉冉升起的明星材料,基本是全能型的。它是典型二维材料,仅仅一个原子的厚度,大约一张普通A4纸的三十万分之一;它导热性极佳,已作为理想材料运用在手机散热上,当我们拿着一张石墨烯薄片,轻轻立在冰块上,你会感觉到万丈冰雪融于一旦,石墨烯化身锋利的刀片,坚硬的冰块宛如豆腐一般很快被切开了,这源于石墨烯极强的导热性,它瞬间把人手上的热量传到冰块上,从而把冰块融化了;它极轻极薄,石墨烯气凝胶是吉尼斯认证的世界最轻固体,轻得可以轻松地在花蕊上跳舞;但它强度极高,抗拉强度远超钢材;它导电性超强,远超铜、银;它有超大比表面积,吸附能力强;它化学稳定耐腐蚀……如此种种,尽显材料之王气。
想要得到一张石墨烯,可以用胶带粘到石墨上,这样就可以得到一个多层的石墨烯,反复多粘几次甚至可以得到一张只有一个原子厚度的石墨烯。当然这种做法只能得到一小片实验观察用的石墨烯。想要大批量生产高质量的石墨烯,广泛推广应用到生活中,还需要攻克很多难题。但是,是金子总会发光,如此多优势的石墨烯终将在未来如一颗闪亮的明星出现在大众视野,造福人类!
商报小记者(杭州市福山外国语小学)王知语
探秘“新材料之王”
周末,我来到杭州国际石墨烯博览馆,一探“新材料之王”——石墨烯的神秘面纱。
什么是石墨烯呢?石墨大家都熟悉,如果把石墨比作一本书,那么其中一页就是石墨烯,石墨就是由一层层石墨烯叠成的。那石墨烯长什么样?我们动手拼一拼就知道了。原来它是六元环的蜂窝式层状结构,正是这种独特的结构,赋予了它优异的性能:平面晶体、传热最快、力学最强、导电性良好。这些特性让它在很多领域大放异彩。
石墨烯其实就在我们身边。讲解员为我们展示了两组对比实验,在加热灯打开与关闭两种情况下,对比石墨烯絮片和普通絮片的温度。无论哪种情况,石墨烯絮片的温度都明显偏高,让我们直观感受到它超强的吸热能力。这个突出优点意味着,冬天我们穿很薄的衣服就能感到温暖,盖很薄的被子也不怕冷。石墨烯纤维还有很好的紫外线屏蔽效果,一件轻薄如翼的外衣就能抵御紫外线对皮肤的伤害。把科技穿在身上,感觉很酷!
石墨烯在航天领域也大显身手。我两手捏住一片黑色薄片,垂直放到一块冰上,指尖越来越凉,神奇的一幕发生了:薄片竟然深深陷入冰块中,在坚硬的冰面上切出一条线。这片黑色薄片就是石墨烯均热膜。这个实验让我们真切感受到石墨烯的高导热性。这一特性可广泛应用于发热量大、集成度高的器件散热,比如航空航天、电脑、手机、动力电池等领域。我国已制成全球首个航天级石墨烯散热产品。
这里还有世界最轻的固体材料。是在变魔术吗?一丛金黄麦穗上,顶着一顶黑色“帽子”,可麦穗的麦芒却根根直立,丝毫没有受压的样子,“帽子”仿佛毫无重量。它就是世界上最轻的固体材料——石墨烯气凝胶。让我们亲自感受一下它到底有多轻?面前放着三个一样的塑料桶,里面分别装着同样多的三种物质:石墨烯气凝胶、水和石墨鳞片。装石墨烯气凝胶的桶,我用一根小拇指就能轻松拎得很高,毫不费力。另外两个桶,即使用整只手去拎,也只能勉强提起,根本拎不高。通过这个重量对比实验,我真正体会到了什么叫“轻如鸿毛”。石墨烯气凝胶不仅轻,还有超高的吸附性,可高效处理海上原油泄漏及污水中的重金属,且材料可重复使用。此外,它优异的导电性可进行能源存储,在航天、汽车、建筑与服装领域都有广泛应用。
石墨烯,不愧是“新材料之王”!
商报小记者(长阳小学)王诗宇
在花蕊上看到“黑科技”
“石墨烯”,这到底是一种什么样的神奇材料?在讲解员专业的讲解下,我慢慢了解到,石墨烯和铅笔芯里的石墨是“一家人”,它是由碳元素组成的超级薄片,特别薄、特别轻,还十分结实,在保暖、散热、航天等很多地方都能派上用场,被大家叫作“新材料之王”。
走进展馆,一面时间轴墙静静诉说着石墨烯的百年故事:从1859年最早的氧化石墨研究,到2004年英国科学家用胶带“撕”出石墨烯并拿到诺贝尔奖,再到2013年浙江大学团队研制出世界最轻的固体材料——石墨烯气凝胶。它黑黑的、软软的,轻到能放在一朵花的花蕊上,连花瓣都不会弯一下。我站在展品前,忍不住在心里感叹:世界上竟然有这么神奇的材料,太不可思议了!
更让我骄傲的是,我们国家在石墨烯研究上已经跑在世界前面啦!墙上的20个“全球第一”,比如最轻的气凝胶、第一根石墨烯纤维,都是中国科学家的杰作。我以前总觉得高科技是多数人都看不懂的大机器,可在这里完全不一样:会“跳舞”的液晶画、摸起来暖暖的石墨烯纤维、能让汽车座椅变暖和的智能发热膜,还有帮火箭散热的材料,原来石墨烯早就悄悄走进了我们的生活。
展馆最里面,我还看到了更酷的“未来黑科技”:能让手机、电脑变得更快更省电的芯片,还有可以帮助医生治疗脑部疾病的神奇电极。讲解员说,这些技术现在还在不断升级,以后会变得更厉害!墙上那句“一片石墨立潮头”的标语,让我一下子明白:从很久以前的石器时代,到现在的信息时代,再到未来的科技世界,这片薄薄的石墨烯,正带着满满的“烯望”,准备掀起新的浪潮!
商报小记者(人民小学)张佩琪
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