重量轻：密度仅为铝合金的 10-20%，非常适合需要减轻重量的应用。

重量轻的材料是密度远低于传统材料（如钢和铝）的材料。它们非常适合需要减轻重量的应用，例如航空航天、汽车和体育用品。

重量轻材料的优点

• 降低燃料消耗：在运输应用中，重量轻的材料可以减少燃料消耗，从而降低运营成本和环境影响。
• 提高性能：在汽车和体育用品中，重量轻的材料可以提高加速、制动和操控性能。
• 增强耐用性：尽管重量轻，但重量轻的材料可以与传统材料一样耐用，甚至更耐用。
• 易于制造：重量轻的材料通常易于成型和加工，从而降低了制造成本。

重量轻材料的类型

有许多类型的重量轻材料，每种材料都有自己独特的特性：

1. 碳纤维增强塑料 (CFRP)：CFRP 由碳纤维和聚合物基质组成，具有极高的强度重量比。它常用于航空航天、汽车和体育用品。
2. 玻璃纤维增强塑料 (GFRP)：GFRP 由玻璃纤维和聚合物基质组成，与 CFRP 相比成本较低。它常用于汽车、船舶和风力涡轮机。
3. 轻质金属：镁和钛等轻质金属具有高强度重量比。它们常用于航空航天和汽车。
4. 蜂窝材料：蜂窝材料由具有六边形结构的芯材制成，两侧有薄层蒙皮。它具有非常好的抗压强度和低密度。
5. 泡沫材料：泡沫材料由充满空气的封闭孔组成。它们具有极佳的隔热性能和低密度。

重量轻材料的应用

重量轻的材料广泛用于以下应用：

• 航空航天：飞机、航天器
• 汽车：汽车、卡车
• 体育用品：自行车、球拍
• 医疗设备：假肢、植入物
• 建筑：墙板、屋顶

结论

重量轻的材料在许多行业中发挥着至关重要的作用，它们使产品更轻、更节能、更有耐用。随着技术的不断进步，预计重量轻材料将继续在广泛的应用中找到新的用途。

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科普丨石墨烯复合材料的应用

科普丨石墨烯复合材料的应用谈到石墨烯，貌似谁都能搭上两句，然而石墨烯的神奇之处到底在哪里，似乎并不为大多数人所熟知。 石墨烯在面内的杨氏模量接近1 TPa，其碳碳键具有相当的刚度，且单原子超薄层状特性使得其在弯曲、扭曲和其它形变中表现出良好的柔性。 在已知材料中，其面内电导和热导率是最高的，但层间的各项性能就不那么好了。 碳纳米管可以看做将石墨烯平面卷起，将平面内性质转化为轴向的一种材料，其轴向强度是最高的。 因此与石墨烯类似，碳纳米管也易于进行弯曲、扭曲等形变。 与多层石墨烯类似，碳纳米管也有单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNTs)]等嵌套结构，其机械性能等有显著区别。 作为所谓的“万金油”，碳纳米管或石墨烯复合材料是近年来研究热点中的热点，应用前景令人期待。 然而，近二十年的研究并没有让碳纳米管和石墨烯复合材料大规模进入实用领域，载荷转移、界面、分散性和粘度等问题依然悬而未决。 石墨烯负载的复合材料：在石墨烯表面引入第二组分并在其表面进行外延伸展得到的复合材料。 石墨烯包裹的复合材料：用石墨烯片将第二组分包裹得到的复合材料，可以更有效地防止第二组分的聚合。 石墨烯内嵌的复合材料：将石墨烯纳米片作为填充物充分分散在第二组分的基体相中得到的复合材料。 其中，基体相可以是纳米材料，也可以是块体材料组成。 基于石墨烯的层状复合材料：将第二组分和石墨烯片交替堆积而成，该结构可以使石墨烯与第二组分的接触面积最大化，并有利于电子的产生、传输和分离。 石墨烯的用途是什么石墨烯的主要用途有：1、传感器石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，可以利用其表面吸附性能做成化学传感器。 由石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。 2、晶体管可以石墨烯结构的高度稳定性制作晶体管，种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。 3、新能源电池利用石墨烯制作出的超级电池，解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。 4、海水淡化利用机械手段压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐分。 5、复合材料由石墨烯制成的多功能聚合物复合材料以及高强度多孔陶瓷材料，增强了复合材料的许多特殊性能。 石墨烯的常见制备方法：1、氧化还原法通过使用硫酸，硝酸等化学试剂及在高锰酸钾，双氧水等氧化剂环境下将天然石墨氧化，增大石墨层之间的间距，在石墨层与层之间插入氧化物，制得氧化石墨。 接着将氧化石墨水洗，并对洗净后的固体进行低温干燥操作，制得氧化石墨粉体。 接着通过物理剥离，高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离操作，制得氧化石墨烯。 最后通过化学法将氧化石墨烯还原，制得石墨烯。 2、机械剥离法利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，即可得到石墨烯薄层材料。 这种方法操作简单，并且得到的石墨烯通常保持着其完整的晶体结构。 你了解高大上的石墨烯主要应用于哪里么......随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。 基础研究 石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。 在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。 零能隙的半导体主要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。 单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。 另外，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化，其不但对载流子的浓度进行改变，同时可以掺杂不同的石墨烯。 传感器 石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。 晶体管 石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。 相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。 例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz，超过同等尺度的硅晶体管。 柔性显示屏消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。 柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。 韩国研究人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。 韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。 他们表示，这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。 随后，他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。 研究人员表示，从理论上来讲，人们可以卷起智能手机，然后像铅笔一样将其别在耳后。 新能源电池 新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。 美国麻省理工学院已与不同电压下的石墨烯理论能量密度成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。 另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源 汽车 电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。 这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。 海水淡化 石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。 水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。 通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐份。 储氢材料 石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。 航空航天 由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。 2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。 而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。 感光元件 以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。 可应用在监视器与卫星成像领域中，可以应用于照相机、智能手机等。 复合材料 基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向复合材料， 其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能， 具有广阔的应用前景。 目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上，而随着对石墨烯研究的深入， 石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料，增强了复合材料的许多特殊性能。 生物石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ，同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。 同时石墨烯可以作为一个神经接口电极，而不会改变或破坏性能，如信号强度或疤痕组织的形成。 由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。 石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效，而且不会伤害到人体细胞。 石墨烯的应用和用途石墨烯是一种广为人知的二维碳同素异形体，与地球上发现的任何材料一样，用途广泛。 它作为最轻、最坚固的材料，其惊人的性能，与它比其他任何东西都更能导热和导电的能力相比，意味着它可以集成到大量的应用中。 起初这意味着石墨烯用于帮助改善当前的材料和物质的性能和效率,但在未来还将开发与其他二维(2 d)晶体创造一些更神奇的化合物,以适应一个更广泛的应用。 要了解石墨烯的潜在应用，首先必须了解材料的基本特性。 第一次人工合成石墨烯;科学家们真的把一片石墨一层一层地解剖，直到只剩下一层。 这个过程被称为机械剥落。 由此产生的石墨单层(称为石墨烯)只有1个原子厚，因此是最薄的材料，当它对元素(温度、空气等)开放时不会变得不稳定。 因为石墨烯是只有一个原子厚度,可以创建其他材料由不合时宜的插入石墨烯层与其他化合物(例如,石墨烯的一层,一层的另一个化合物,其次是另一层石墨烯,等等),有效地使用石墨烯作为原子脚手架的设计的其他材料。 这些新创造的化合物也可能是顶级材料，就像石墨烯一样，但可能有更多的应用。 在石墨烯的发展和其特殊性质的发现之后，人们对其他二维晶体的兴趣大大增加，这并不奇怪。 这些其他二维晶体(如氮化硼、二烯化铌和硫化钽)可以与其他二维晶体结合使用，应用范围几乎是无限的。 所以，举个例子，如果你用复合二硼化镁(MgB2)，它被认为是一种相对高效的超导体，然后在它的硼镁交替原子层中加入单独的石墨烯层，它作为超导体的效率就会提高。 或者,另一个例子是在结合矿物辉钼矿(监理),它可以用作半导体,与石墨烯层(石墨烯是一个奇妙的导体)在创建NAND闪存,开发闪存小得多,比现有技术更灵活,(以一组研究人员已经证明在洛桑联邦理工(EPFL)在瑞士)。 石墨烯唯一的问题是，高质量的石墨烯是一种没有带隙(无法关闭)的伟大导体。 因此，为了在未来的纳米电子器件中使用石墨烯，需要在石墨烯中设计一个带隙，从而将其电子迁移率降低到目前在应变硅薄膜中看到的水平。 这本质上意味着未来需要进行研究和开发，以便石墨烯在未来取代硅用于电力系统。 然而，最近几个研究小组已经表明，这不仅是可能的，而且是可能的，我们正在看几个月，而不是几年，直到这至少在基本水平上实现。 有些人说，这类研究应该避免，因为它类似于把石墨烯变成它不是的东西。 无论如何，这两个例子只是一个研究领域的冰山一角，而石墨烯是一种可以应用于许多学科的材料，包括但不限于:生物工程、复合材料、能源技术和纳米技术。 生物工程必将是石墨烯在未来成为重要组成部分的领域;尽管在使用它之前有些障碍需要克服。 目前的估计表明,它不会是直到2030年,当我们将开始看到石墨烯广泛应用于生物应用程序作为我们仍然需要了解其生物相容性(和它必须经历许多安全、临床试验和监管,简单地说,将会花费很长的时间)。 然而，它所显示的特性表明，它可能在许多方面给这一领域带来革命性的变化。 石墨烯具有较大的表面积、高导电性、薄度和强度，将成为开发快速高效的生物电传感设备的良好候选材料，能够监测葡萄糖水平、血红蛋白水平、胆固醇甚至DNA测序。 最终，我们甚至可能看到经过设计的“有毒”石墨烯，它可以用作抗生素甚至抗癌治疗。 此外，由于其分子组成和潜在的生物相容性，它可以用于组织再生过程中。 我们将很快开始看到石墨烯用于商业规模的一个特殊领域是光电子领域;特别是触摸屏、液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(oled)。 的材料可以用于光电应用程序,它必须能够传输超过90%的光和也提供电子导电性能超过1 x 106Ω1m1因此低电阻。 石墨烯是一种几乎完全透明的材料，能够通过光学传输高达97.7%的光。 正如我们之前提到的，它的导电性也很高，因此它在智能手机、平板电脑、台式电脑和电视的液晶触摸屏等光电子应用中非常好用。 目前应用最广泛的材料是氧化铟锡(ITO)，在过去几十年ITO制造技术的发展，使得ITO材料能够很好地应用于这一领域。 然而，最近的测试表明，石墨烯有潜力与ITO的性能相匹配，即使是在当前(相对不发达的)状态下。 此外，最近的研究表明，通过调整费米能级可以改变石墨烯的光学吸收。 虽然这听起来不像是对ITO的很大改进，但石墨烯显示出了额外的性能，通过用石墨烯取代ITO，可以在光电子领域开发出非常聪明的技术。 高质量石墨烯具有很高的抗拉强度和柔性(弯曲半径小于可滚动电子纸所需的5-10mm)，这一事实几乎不可避免地使其很快将被用于上述应用。 就潜在的实际电子应用而言，我们最终有望看到基于石墨烯的电子纸等设备能够显示交互式和可更新的信息，以及包括便携式电脑和电视在内的柔性电子设备。 “石墨烯是一种可用于多种学科的材料，包括但不限于：生物工程，复合材料，能源技术和纳米技术。 ”石墨烯的另一个突出特性是，虽然它允许水通过它，但它几乎完全不受液体和气体（即使是相对较小的氦分子）的影响。 这意味着石墨烯可以用作超滤介质，作为两种物质之间的屏障。 使用石墨烯的好处是它只有1个单原子厚度，并且还可以作为屏障开发，以电子方式测量2种物质之间的应变和压力（在许多其他变量中）。 哥伦比亚大学的一组研究人员设法制造了孔径小至5nm的单层石墨烯过滤器（目前，先进的纳米多孔膜的孔径为30-40nm）。 虽然这些孔径非常小，但由于石墨烯很薄，因此超滤过程中的压力降低。 联合目前，石墨烯比氧化铝强得多且不易碎（目前用于低于100nm的过滤应用）。 这是什么意思嗯，这可能意味着石墨烯被开发用于水过滤系统，海水淡化系统以及高效且经济上更可行的生物燃料创造。 石墨烯坚固，坚硬，非常轻盈。 目前，航空航天工程师正在将碳纤维纳入飞机的生产中，因为它也非常坚固和轻便。 然而，石墨烯更强，同时也更轻。 最终，预计石墨烯被利用（可能集成到塑料中，如环氧树脂），以创造一种材料，可以取代飞机结构中的钢材，提高燃料效率，范围和减轻重量。 由于其导电性，它甚至可以用于涂覆飞机表面材料，以防止雷击造成的电气损坏。 在该示例中，相同的石墨烯涂层也可用于测量应变率，通知飞行员飞机机翼所处的应力水平的任何变化。 提供非常低的光吸收水平（约为白光的2.7％）同时还提供高电子迁移率意味着石墨烯可用作光伏电池。 三分钟带你了解石墨烯石墨烯是一种神奇的新材料， 它于2004年被发现， 它是由碳原子以六角型蜂巢晶格排列形成。 石墨是碳元素的一种同素异形体， 1毫米厚的石墨包含大约300万层这种结构， 如果你只分离出一层原子的石墨，那就是石墨烯。 石墨烯是你能想像到最薄的材料， 因为它只有一个原子厚。 它是头发直径的100万分之一， 它是如此的薄，只会吸收2%的光线， 这意味着它几乎是肉眼看不到的透明， 利用它的高透明度， 可以运用到一系列的新技术中。 比如， 可以实现把卫星导航系统集成在 汽车 挡风玻璃上。 内置在客厅窗户的电视， 甚至把显示屏内置在隐形眼镜中。 同样是由于石墨烯只有一个原子厚， 这使得它的柔韧性非常好， 如果你拉伸石墨烯，它可以延伸到原来的20%。 这有点像橡胶松紧带， 这样的柔韧性使得石墨烯， 可以在穿戴技术中具有出色的应用。 你可以想像， 一个能包裹在你手腕上的智能手机， 一台可以卷成报纸筒一样的电脑， 石墨烯的强度是钢铁的200倍， 是已知强度最高的材料之一。 但和其他非常坚固的材料不同， 它的弹性也非常好。 这是因为， 石墨烯中的每个碳原子都和其他三个碳原子， 通过非常强的共价键连接在一起， 并且在整个石墨烯结构中重复， 石墨烯的高强度可以用于航空航天和 汽车 行业中。 复合材料和涂料的应用， 石墨烯具有人类已知材料中最高的导热率， 我们可以通过石墨烯复合材料， 来制造更先进的运动服来传导身体热量。 以及散热效果更好的石墨烯电子电路， 制造出更节能环保的电子设备。 我们知道铜是非常良好的导体， 但石墨烯的导电性比铜更好， 石墨烯在室温下的电子迁移率是硅材料的10倍。 在某些特定条件，比如低温下，甚至还可以更高， 这给了石墨烯无限的应用， 包括导电油漆和油墨， 生产运算速度更快的电子产品。 更先进的高频设备和更高效的电池， 人们可以利用石墨烯来改善现有的锂电池， 石墨烯的高导电性，机械灵活性， 可以让锂电池更轻，充电速度更快。 石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子， 并且它具有较高的表面积， 这使得可以在其表面上承载更多的药物， 从而实现特定且精准的药物输送， 这可能会减少当前癌症治疗相关的副作用。 总而言之，石墨烯是一种很神奇的材料， 世界各国都在加紧研发石墨烯的相关产业。 我们可以预见到，不久的将来， 许多只存在于科幻电影中的场景都会成为现实。 目前石墨烯应用石墨烯的应用---石墨烯电池在电池生产中石墨烯可直接作为正负极材料，或是作为导电添加剂添加到正负极材料中，还有是作为涂层提高电池功率特性。 充电和续驶里程问题一直困扰着新能源汽车，这是因为铅酸电池和传统锂电池的发展遭遇“瓶颈”，而石墨烯电池有望在此取得突破。 在不久前举行的上海车展上，有车企推出了一款石墨烯钛酸锂电池，可以实现10～15分钟快速充电，可持续充放电超过4万次，油电综合续驶里程可达1000千米以上。 2. 石墨烯的应用---石墨烯集成电路由于具备超高电子传输能力和良好的导热能力，石墨烯被认为会取代现在广泛使用的硅而成为下一代集成电路的根基。 2010年，美国一个研究团队制成了首块基于石墨烯的晶体管，并将其整合进一块完整的集成电路中。 2016年，中国科学家研制出首只低噪声放大单片集成电路。 3. 石墨烯的应用---石墨烯触摸屏智能手机最关键的部件是有一块既能导电又非常透明的触摸屏，而石墨烯的良好的柔韧性、导电性和光学透明性完全能满足这一需求，比目前的透明电极材料氧化铟锡（ITO）更完美。 韩国研究人员已制造出由多层石墨烯和聚酯片基底组成的透明可弯曲的显示屏，用这种方法还可制造基于石墨烯的太阳能电池、触摸传感器、平板显示器、有机发光二极管等。 4. 石墨烯的应用---石墨烯存储器英国、韩国的研究人员还在致力开发基于氧化石墨烯的可弯曲、透明的存储系统。 基于石墨烯的新型存储材料成本低、功耗小、重量轻、体积小、存储密度高，可以三维堆积。 例如，英国开发的这款石墨烯二氧化钛存储只有50 纳米长、8 纳米厚，写入和读取速度仅需5 纳秒。 随着基于石墨烯的触屏、内存等电子器件不断开发，未来可弯曲、全透明的智能手机将成为现实。 5. 石墨烯的应用---石墨烯超级材料美国研究人员把柔软的石墨变成了强劲的“钢筋”，过程是把单层二维结构的石墨烯变成具有三维结构的石墨烯泡沫状材料，再用机械性能较强和高导电性的碳纳米管来强化该材料，从而制成“钢筋石墨烯”。 中国研究人员利用细小的管状石墨烯构成一个拥有蜂窝状结构的泡沫材料，它像气球一样轻却像金属一样坚固，未来可以用其制造防弹衣、坦克装甲等。 6. 石墨烯的应用---癌症早期诊断中国科学家首次发现石墨烯有助于癌症早期诊断。 在机体出现异常情况时，核酸分子生物标志物cmocroRNA在血清、尿液以及唾液中含量也会随之改变，但一般检测方法难以捕捉到，而借助石墨烯的强吸附性，可使检测的灵敏度大大提高。 通过对捕捉到的cmocroRNA进行综合性分析，即可得出机体是否出现癌变，以及是哪种癌症，对于各类癌症的早期诊断、治疗具有重要意义。 7. 石墨烯的应用---石墨烯“人工喉”人的喉咙仅能发出声音而无法感知声音。 如果能有一种材料可以同时感知声音、发出声音，并且具有柔性，用其制成“人工喉”，就能解决像霍金那样的肌肉萎缩患者，甚至聋哑人的说话难题。 最近，中国研究人员就利用多孔石墨烯材料研发出这种集成声学器件，它通过热声效应发出声音，通过压阻效应接收声音信号。 8. 石墨烯的应用---石墨烯灯泡现在传统的白炽灯泡已逐步被白光LED所取代，虽然LED照明功耗低、效果好，但价格高，且制作时需要稀土元素作为原材料。 在英国，科学家研制出全新的石墨烯灯泡，拥有比LED灯泡更坚固的结构和更低廉的价格，可让灯泡使用时间延长，进一步减少10%的能源消耗。 9. 石墨烯的应用---海水淡化滤膜目前的海水淡化方法需要消耗大量能源，成本高，还会对环境产生负面影响。 英国研究人员正在研究以相对廉价的石墨烯氧化物滤膜来进行海水淡化。 这是一种可让水分子通过而盐离子滤出的选透性薄膜，不需要高温和高压，因而是一种低成本的海水淡化替代方案。 10. 石墨烯的应用---石墨烯除污海绵科学家利用石墨烯“海绵体”超高的比表面积，对有毒有害物质进行吸附，吸附量可达自重的上百倍，吸附之后经过处理还可循环使用。 中国科学家在普通海绵表面均匀地包裹上石墨烯涂层，利用其导电、疏水、亲油特性，吸附海面上泄漏的浮油。 11.石墨烯的应用---防锈由于石墨烯不会溶于水，因此可以混合聚合物用于防锈涂层。 石墨烯不溶于水加上超高导电性，如果与钢结合的话，就可以防止钢接触到水并缓解氧化铁的电化学反应。 之前就有一位化学家做了实验，将喷了此涂层的钢浸泡在盐水中，一个月后钢的表面没有任何锈迹出现。 设想下，如果喷在汽车上呢，是不是就不怕爱车生锈了！12.石墨烯的应用---扬声器这种扬声器的发声原理是石墨烯通过传输电流产生的热能发声。 如果将厚度不足一纳米的一层石墨烯放于玻璃以及两种塑料上（两种不同类型），然后施加交流电，就能听到声音了。 这种扬声器不是通过隔膜振动，而是通过石墨烯运输电流发声，最大的优势就在于薄以及柔韧性，可以做成任何形状。 13.石墨烯的应用---超级电容我们都知道电容是可以存储电能的，比如相机的闪光灯就是依靠它提供能量。 但是单位质量的电容所存储的电能有限，这个时候就要用电池了。 然后石墨烯电容可以存储更多的能量，还可以有更多的充放电次数。 完全可以不用电池提供能量了。 14.石墨烯的应用---清理放射性废弃物这个就是依靠石墨烯的超强吸附能力了。 将石墨烯氧化物微粒与放射性物质相结合，然后聚集成团，这样就非常便于后期的收集。 以后核废料的清除将变得更安全。 15.石墨烯的应用---柔性电子线路电脑的运算速度提高50倍。 现在的电脑芯片，最重要的材料是硅。 而石墨烯比硅具有更好的导电性能，它可以用更少的电力，产生更小的热量，甚至都可以淘汰掉冷却风扇，而且速度还可以提高50倍。 最近也有很多有关石墨烯代替硅的资讯，从当中我们不难预测，未来五年内很有可能第一批石墨烯处理器将诞生并投入市场。 16.石墨烯的应用---人工肌肉把一层石墨烯固定在聚合物上，只要有电流通过，就会产生褶皱和伸展。 这个用途也是从一个实验开始想到的。 在一个实验石墨烯柔韧性的实验上，科学家们把石墨烯固定在准备拉伸的橡胶薄片上，当拉力消失的时候，石墨烯还是稳稳的贴合在薄片上。 从这个实验可以想到，如果是把石墨烯贴合到聚合物上呢只要给聚合物上有电流通过，就会发生伸缩现象了。 这不正是我们人体肌肉的关键部分么！17.石墨烯的应用---探测爆炸物对于低浓度爆炸物，可用石墨烯泡沫来探测。 这个原理主要是由于石墨烯泡沫能够探测到低浓度的硝酸盐和氨。 只要把这个探测器做成电话卡一样的大小就可。

汽车发动机是铸铁的好还是铝合金的好？

汽车发动机缸体材料铸铁和铝合金各有优势。 发动机材质对汽车性能的影响微乎其微。 选择哪一种材质的发动机，对日常用车并无任何大的影响。

一、铸铝缸体的优势：

从使用来看，铸铝缸体的优势就是重量轻，通过减轻重量实现省油。 在同等排量的发动机中，使用铝缸体发动机，能减轻20公斤左右的重量。 减轻了车身重量同时，还增强了发动机的散热效果，提高了发动机工作效率，而且寿命也更长。

从节油的角度看，铸铝发动机在节油方面的优势颇受人们关注。 除了重量上的差别以外，在生产过程中，铸铁生产线占地面积大，对环境污染大，加工工艺复杂；而铸铝缸体的生产特点恰好相反。 从市场竞争的角度来说，铸铝缸体具有一定的优势。

二、铸铁缸体的优势：

铁和铝的物理性能不同。 铸铁的缸体热负荷能力更强，在发动机的升功率方面，铸铁的潜力更大。 不仅利于车辆的起步、加速，还可以提早实现换档，达到节油的效果。

铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料，特别是气缸，要使用铸铁材料。 铸铝与铸铁在燃料燃烧后热膨胀率不统一，就是通常所说的变形一致性出现问题，这是铸铝缸体在铸造工艺上的一个难题。 在发动机工作时，配装有铸铁气缸的铸铝缸体发动机就要满足密封要求。

铸铝缸体的缺点：

1、体积

由于铝的比重较轻，因此铝的单位体积结构强度就要小于铸铁，所以铝缸体的体积通常会比铸铁的要大一些，很难达到铸铁缸体的紧凑与小体积。

2、耐腐蚀性及强度

铝容易与燃烧时产生的水发生化学反应，因此，耐腐蚀性远不及铸铁缸体，尤其对温度压强都更高要求的增压引擎更是如此。

因此，当汽车的引擎体积要求较小时，使用铝缸体就很难达到铸铁缸体的强度。 所以说，高增压的引擎大多采用铸铁缸体。 在这两方面，全铝发动机明显要逊色于铸铁缸体发动机。

3、发动机的摩擦系数

现在的轿车引擎，为了降低往复运动的部件惯性，通常会提高转速和响应的速度，活塞也大多使用铝合金作为材料。 如果气缸壁采用铝材料。

铝和铝之间的摩擦系数就比较大。 为此，引擎的性能就会大大受到影响，相反，铸铁发动机就不会产生如此的问题，因此在这方面，铸铁缸体也是优于全铝发动机的。

铝密度是多少？？怎么算重量

铝的密度是2.70 kg/m³，这个数值对于计算其重量至关重要。 重量可以通过公式N = 体积v * 密度ρ * 重力加速度g来计算。 作为轻质且耐腐蚀的金属，铝在各个领域有着广泛的应用。 铝以其银白色的外观和良好的延展性而闻名，常被制成各种形状，如棒状、片状等。 它在空气中能形成保护层，不易腐蚀，且能与多种酸溶液反应。 地壳中铝的含量丰富，这使得它在航空、建筑和汽车工业中扮演重要角色，如制造飞机、汽车零部件和航天设备。 铝的重量轻，密度仅为2.7 g/cm³，使得它在制造需要减轻重量的设备时极具优势，如飞机和汽车。 铝合金的硬度和防腐性使其在制造过程中表现出色。 其表面的氧化膜不仅有耐腐蚀性，还具有绝缘性，因此在电线电缆和电器制造中广泛使用。 铝的导热性能极佳，用于制造热交换器和炊具。 此外，铝的延展性允许制成长至0.01 mm的薄箔，广泛用于包装和电子工业。 铝的耐腐蚀性使其在化学反应器和医疗器械等需要防腐的领域发挥作用。 铝粉的银白色光泽使其成为涂料的理想选择，同时铝的燃烧特性使其在军事应用中如爆炸物和火箭技术中占据一席之地。 铝的反射性能优良，常用于制作反射镜和音响设备。 由于其在低温下强度增加，铝在低温设备制造中也占有重要地位。

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