作文《未来的水》（大全）

第一篇：作文《未来的水》（大全）

投稿班级:三年级（2）班

投稿时间：2013年6月20日

投稿内容：优秀作文

班主任：贤追

未 来 的 水

嘿，朋友，你知道水在地球上占几分之几吗？告诉你，水在地球上占三分之二，虽然水资源很丰富，但是淡水很少，而且总有一天会用完。但是未来通过我们的发明，水是永远用不完的哟！

未来我们发明一种神奇的物质，将它倒入海水中，那又苦又涩的海水立刻就会变成甘甜的淡水；那时你洗衣服、洗脸、洗头发的脏水只要滴上一滴，第二天早上，你就能拿出来喝了。

未来，还有一种特别的水，只要把它冻成冰，做成各种东西的模型，涂上一层特殊的物质，永远也不会化呢！用那样的冰做成的房子晶莹剔透，冬天，是一块折光镜，外面再怎么冷，房里也是暖洋洋的。夏天，住在这样的房子里冰凉凉的，让我们不再感觉热。

世界上有些地方发洪水，而有些地方干旱，未来我们就再也不会为这种事发愁了，因为我们可以将洪水收集压缩起来，很容易就能带到干旱的地方，让它化解成一条条小河，让干旱的地方变成绿洲。

在我的梦想中，水的作用无处不在，它可以根据我们的需要，变得五颜六色、千姿百态，让我们的生活变得越来越多姿多彩我一定要好好学习，为未来作贡献。

第二篇：《未来水世界》观后感

《未来水世界》观后感

生在中原，长在中原的我，从小就听说许多关于海的美丽传说，从小就向往着能看一看漂亮的大海，希望能在海滩有所自己的房子，能天天在沙滩上玩耍！“海风你轻轻地吹，海浪你轻轻地摇”、“晚风轻拂澎湖湾，白浪逐沙滩，没有椰林缀斜阳，只是一片海蓝蓝.......阳光沙滩海浪仙人掌，还有一位老船长”，这些美好画面，不仅是我童年的美好幻想，至今我还是多么想去看海啊！

看过《未来水世界》后，我的心久久不能平静，那么美丽的大海，突然变的那么恐怖，地球两极冰层融化，世界变得汪洋一片，人们只有在水上生活。没水喝，没东西吃，连土壤都那么珍贵！即使是这样，人类的战争还是不能停止，不能好好爱这个世界，多么讽刺啊！

水世界让人看的心情沉重，对人类的未来悲观不已。人类依然还是厮杀不止，依然还是疯狂掠夺资源，丝毫没有警醒的意思。就像今天的人们，大家都知道温室效应，都知道二氧化碳排放是牺牲未来赢取今天的发展，所有人都知道，但是又有谁做出了实质的动作改变这种状况呢，除了环保主义无力的呼喊以外。目前，世界各国都被捆绑在一个问题上就是互拼发展，互相攀比，一直在消耗着未来子孙的资源，满足今天人民的欲望，所有的声音都是发展发展再发展。大家都被彼此捆绑，无法停止，我想悲剧就是这样一步步发生的。真怕“未来水世界”将不是纯属虚构的影视艺术！

影片中，最让我心痛难受的，不是他们厮杀或无吃无喝死掉的残忍场面，不是男主人公以身钓鱼的惊险恐怖，而是那极具讽刺味的演讲，当海盗们抓到小女孩自以为要找到陆地时，海盗头领帝刚对那些海盗“烟民”的演讲——“我有一个梦想”：你们要知道，当我受到伟大梦想召唤时，我感动的药落泪，这伟大梦想的目标，相信大家都知道是什么！我看到，陆地，.......上面有河流,我们建水坝,有树我们就砍到......我们就等着享受美好、丰沃的土地！“有树我们就砍到”我不止一遍的重复这这头头的梦想，对于今天生活在美好、丰沃的土地上的人来说，太讽刺了，太让人心痛了！我想，真的好有那仅剩的土地，如果真的是被这些类似今天的我们的海盗们找到了，世界就真的不再有土地了吧！！！

我们今天还有机会，我们有土壤，有水，有金属，有树脂，为什么我们不能有反省，不能有悔改，不能珍惜拥有，非等到失去时，生活在水世界时，才会知道失去的才是最美好的！！

我真心的希望，再环境问题日益严重的今天，人们能警醒，能爱护环境，爱护地球我们的家！希望从自己尿里提取水喝、土壤成为货币的日子永远不要来临！希望人与人、人与自然，能和平共处！希望地球再无论多远的未来，依然是现在这样美好！.......太多太多的感慨，太多太多的事等着我们去做，去保护地球，我们所能做的，就是从自己做起，爱护环境，以身作则，感染大家都行动起来，让水世界永远只是我们旅游体验的场所！

晚风轻拂澎湖湾，白浪逐沙滩，没有椰林缀斜阳，只是一片海蓝蓝.......阳光沙滩海浪仙人掌，还有一位老船长....我依然期待！

（附录：谢谢老师推荐这么好的影片给我们，给了我如此震撼的感受，让我这个以前都是复制粘贴作业的人今天有所感有所悟，希望老师能看，谢谢）

第三篇：水——生命的未来

水——生命的未来

尊敬的各位老师、亲爱的同学们：

大家早上好！

首先，我为大家出个谜语：冷也吃得,热也吃得,弯也走得,直也走得,就是高了走不得。

没错，谜底就是“水”，那我今天演讲的题目是；水——生命的的未来！3月22日是第21届“世界水日”。水是生命之源，没有干净的水，就没有健康的生命，也就没有社会的和谐：没有水资源的可持续利用，就没有经济社会的可持续发展。因此，水的问题已成为了人类共同关注的话题，也成为了我国要高度重视的巨大问题。

而中国正面临着一场严重的水危机：

2011年1月，山东省日照市出现持续大旱，农作物受旱面积7740万亩，257万人因旱出现饮水困难

不仅是水旱，近年来全国各地的水污染事件也时有发生：

2011年7月17日早晨，涌满水浮莲的珠江面一片绿油油，被网友戏称到江边看“草原”。类似景观还在千里之外的山东出现，大面积的浒苔从青岛、日照海面登陆后，又进入烟台海域，目前覆盖面积已达370平方公里。这一个个惊人的案例，难道还不能引起我们的重视吗？

水就像一道护身符，保护着人类的生命和丰衣足食的生活.别再以为水用之不尽、取之不竭,一旦水土流失,人们就难以存活。节约水资源,从我做起。

首先，我们要建立水资源危机意识，把节约水资源作为我们自觉的行为准则。其次，我们在生活中要改掉浪费水的坏习惯并学会一水多用。在家里，可以用淘米水洗菜、浇花；洗衣水用来洗拖把。洗涤瓜果等用盆子盛水而不开龙头放水冲。

在学校里，我们在洗手之后要立即关好水龙头。更不能互相泼水嬉戏，要制止浪费水的行为，因为，生命之水经不起流失。

最后，同学们，让我们一起行动起来，珍惜水资源，保护水环境，保障水安全。为建设美丽、和谐的世界，为了不让将来的孩子知道的鱼类只有泥鳅，请做出我们应有的贡献。谢谢大家！

第四篇：石墨+水(未来储能（定稿）

石墨 + 水 = 未来电池

两种普通材料的组合——“石墨 + 水”能制造能量存储系统，产生媲美锂离子电池的储能效果，并且在几秒钟内充满电，拥有几乎无限长的使用寿命。

“石墨 + 水” 储能的原理是利用电荷在全界面导电碳原子表面的有序堆积来实现电能的大量、超快速储存和释放，以“石墨 + 水”凝胶为基础的新型储电装置可以在几秒内充放电，拥有几乎无限次的循环寿命。一直以来，产业界都在寻找高效、可控的电能储备材料，要求其导电性能良好、物化性质稳定，能够让电荷在其微观结构上实现最大程度的有序堆积，用以制作超级材料，实现电能的高效储备及释放。目前认为纳米石墨（石墨烯）就是这种潜在的理想材料。蒙纳士大学材料工程系（Monash University Department of Materials Engineering）李旦博士和他的研究团队正在研究一种名叫石墨烯的材料，这种材料有可能成为下一代超快速能量存储系统的基础。李博士说：“一旦我们能恰当地操纵这种材料，那么像 iPhone 这样的设备可以在数秒钟或更短的时间内完成充电。”

石墨烯是石墨剥离成一个原子厚度的产物。石墨价格低廉、随处可见，常用于铅笔芯中，这种形式的石墨具有卓越的特性。由于石墨烯强度高，具有化学稳定性，因此是绝佳的导电材料，它的另一个重要的特性就是表面积非常大。李博士说：“这些特性让石墨烯非常适合应用于能量存储系统。而目前石墨烯没有被大规模应用是因为这种材料非常薄，如果堆积到一起形成宏观结构时，会立即紧密连接在一起形成石墨。石墨烯重新堆积之后大部分表面将消失，不再具有石墨烯的特性。”现在，李博士和他的团队找到了使石墨薄片保持其非凡特性的方法：水。水可让石墨烯保持湿润——以凝胶的形式存在——让层与层之间产生排斥力，防止它们重新堆积。

李博士表示：“我们使用的是两种基本的、不昂贵的材料——水和石墨，他们能让这种纳米材料拥有非常惊人的特性。这个技术非常简单，能够大规模应用。我们发现这一点时，觉得它不可思议。”

目前，“石墨 + 水”储能需要攻克的关键技术是如何在不降低石墨烯物化性能的同时，将它高效有序的密集组装在一起，并且能够有效阻止石墨烯在加工过程中的二次堆叠。影响石墨烯广泛应用的关键问题是它的堆积结构。通常情况下，紧密堆积的石墨烯容易重新形成石墨，这样的话，将不再具有单片石墨烯独有的性能。李博士团队在工作中发现，石墨烯作为一种极其少见的二维凝聚态导电物质，在控制的条件下能够与水相互作用自行组装成微观纳米间隔而又宏观紧密堆积的三维凝胶结构，具有意想不到的性能，将会给电能储备技术带来突破性进展。应用到储能设备上时，无论是在电荷的储存量还是充电的速度方面，石墨烯凝胶能显著超越当前的碳基技术。目前以此材料构造的电储能装置所获能量密度已经相当于电动汽车中广泛使用的锂离子电池，所获功率密度百倍超过锂离子电池，以此为动力的电动汽车将有可能替代传统燃油动力汽车。

新型储电材料是低碳经济，清洁能源产业发展的重点领域，对人类未来可持续发展意义深远，尤其是对中国这样一个石化能源进口大国，关系到国民经济发展的平稳与安全。中国碳材料产业发达，石墨矿藏储量丰富，但是其产业一直处于产业链的低端。“石墨 + 水”储能材料这一新技术将极大地提高现有石墨产业的附加值，改变电能储存产业现状，有望在消费电子、智能电网、动力机械及电动汽车领域获得广泛的应用。李博士认为这种新技术的发展前景不仅仅局限于消费电子产品，“高速、可靠、低成本的能量存储系统，是未来实现大规模应用可再生资源所产生的电能的关键，也是电动汽车大规模应用的关键。石墨烯凝胶同时显示出应用于水净化薄膜、生物医疗设备和传感器的潜力。”

石墨烯每克卖600多美元 投产后能降到10元

更新：2013-04-27 09:57:48 作者：新闻中心 来源：现代金报 点击：178次 【字号：大 中 小】

中国储能网讯：全球首条石墨烯生产线今年将在宁波建成投产。记者昨天了解到，中科院宁波材料所与宁波墨西科技有限公司签约，双方联合组建“石墨烯制备与应用研发中心”。

这是全球首条石墨烯生产线

石墨烯量产技术是世界性难题，中科院宁波材料所的石墨烯量产技术在全球首先突破，宁波墨西科技有限公司将在今年建成全球第一条石墨烯生产线，第一期年产300吨。

宁波墨西科技有限公司董事长陈为健告诉记者，目前，7个生产车间以及仓库已经封顶，年产300吨石墨烯微片生产线将于今年10月建成投产。

“生产线第一期已基本建成，开始少量生产石墨烯产品，并免费提供给本地企业试用。预计到今年10月，这条生产线第一期将正式建成投产。”陈为健说，现在可以从国外少量进口单层石墨烯产品，但价格非常昂贵，每克要600多美元，折合人民币3000多元/克，价格是黄金的十多倍。这条300吨生产线建成后是生产石墨烯微片的，将成为全球首个量产的石墨烯生产线。到时候，可以将石墨烯生产成本降低到每克10元左右。

根据中科院宁波材料所与宁波墨西科技有限公司签订的协议，后者将从2012年起连续5年为前者提供每年1000万元的研发经费。

中科院宁波材料所有关负责人介绍，此次共建“石墨烯制备与应用研发中心”，将围绕石墨烯开展相关研发，提高产品质量和稳定性，扩展石墨烯应用领域，最终使该研发中心成为国内先进的技术研发基地。

电瓶车10分钟就能充满电

石墨烯是从石墨材料中剥离出来，是目前世界上最薄的材料。除了最薄，它还是世界上最硬、导电性最好、导热能力最强的新材料。

“石墨烯是有限资源，不可再生，制备成本很高，非常昂贵，现在只停留在实验室里，大大限制了石墨烯产业化的发展。”中科院宁波材料所的专家说，“我们的研究，就是让其产业化，能成为大量供给的工业原料。”

石墨烯与我们的生活有什么关系呢？比如，能让手机屏幕更薄，甚至折叠起来。“如果使用有石墨烯成分的原料来做手机屏幕，可以直接把屏幕折叠起来使用，透明性也很好。这就像电影《阿凡达》里的那个透明弯曲、悬浮着的虚拟显示屏。”

比如，用在电池上。“现在，电瓶车充电往往要1～3个小时才能充满，如果使用石墨烯动力的锂电池，10分钟内就能完成，电池的性能、寿命也会大大提高。”该专家说。

石墨烯的储能特性及其前景展望

前言:能源和环境问题是目前人类亟需解决的两大问题。在化石能源日渐枯竭，环境污染日益严重，全球气候变暖的今天，寻求替代传统化石能源的可再生绿色能源，谋求人与环境的和谐显得尤为迫切。对于新型的、绿色、储能器件，在关切其绿色的同时，高功率密度，高能量密度则是其是否可以真正替代传统能量储运体系的重要指标。新型的电源体系，特别是二次电池或者超级电容器是目前重要的绿色储能装置，而其中核心部分是性能优异的储能材料。各种碳质材料，特别是 sp2杂化的碳质材料，由于其特殊的层状结构或者超大的比表面积，成为重要的储能材料或者储能体系的电极材料。作为 sp2杂化碳质材料的基元结构的单层石墨 ——石墨烯(graphene)，2004 年被成功制备；独特的结构、真正的表面性固体(无孔 表面碳原子比例为 100%的超大表面材料)，使其成为下一代碳质电极材料的重要选择。

结构研究：碳是自然界广泛存在的一种元素，具有多样性，特异性和广泛性的特点。碳元素可以 sp、sp2、sp3三种杂化方式形成固体单质。而 sp2杂化形成的碳质材料的基元结构是二维石墨烯片层。如图 1 所示，如果在六元环形成的石墨烯晶格结构中存在五元环的晶格, 就会使石墨烯片层翘曲, 当有 12 个以上五元环晶格存在时就会形成零维的富勒烯；碳纳米管可以看作是石墨烯沿一定角度卷曲形成的圆筒状一维材料；石墨烯片层相互作用、叠加，便形成了三维的体相石墨。而作为无定形的多孔碳质材料(活性炭 活性炭纤维及炭气 凝胶等)则是由富含缺陷的微晶石墨炭(厚度和尺度很小的三维石墨片层结构)相互作用形成。

图1 石墨烯的结构(左图)及由石墨烯为基本单元构筑的sp2杂化碳质材料(右图)

石墨烯这种稳定的晶格结构使其具有异常优异的导电性。石墨烯的价带和导带(电子)相交于费米能级处，是能隙为零的半导体，在费米能级附近其载流子呈现线性的色散关系。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子问作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。石墨烯是目前已知导电性能最出色的材料。石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速 的 1／300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨烯特殊的结构使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应等一系列性质

。石墨烯也具有良好的力学、光学和热学性质，具有突出的导热性能(3 0 0 0 W／(I T I·K))和力学性能(1 0 6 0 GP a)，以及室温下高速的电子迁移率(1 5 0 0 0 c m／(V·s))-l。石墨烯是真正的表面性固体，理想的单层石墨烯具有超大的比表面积，其理论比表面积高达 2600 m ／g，而单层石墨烯的比表面积为2 6 3 0 m ／g，大大超过目前应用于电化学双层电容器中的活性炭的比表面积。

良好的导电性是其他大比表面积碳质材料很难具有的独特性质，预示着石墨烯很可能是性能极佳的电极材料；而良好的热导性质光学性质和力学强度，也预示着石墨烯材料可用于超薄型、超微型的电极材料和储能器件，而这样的储能元件可用于高密度的纳电子器件和 高功率电池组中。3．石墨烯材料的制备

石墨烯的主要制备方法有机械劈裂法口、外延晶体生长法、化学气相沉积法、氧化石墨的热膨胀和还原法。还有一些其他制备方法也陆续被开发出来，如气相等离子体生长技术、静电沉积法和高温高压合成法等。在上述制备石墨烯的工艺中，化学法制备以相对简单和低廉正受到越来越多的关注。化学法制备石墨烯主要采用氧化石墨、膨胀石墨或微粉石墨作为石墨源，其中以氧化石墨为源制备的石墨烯存在较多的含氧官能团和不可逆转的结构缺陷，极大地影响了石墨烯的电学性能，而以膨胀石墨或者微粉石墨为源制备的石墨烯，具有缺陷很少、导电率很好的特点。

目前已能实现实验室大规模制备石墨烯，但工业化生产还需有个过渡阶段。大量的问题还需要研究，例如： 如何低成本、大规模制备出期望结构的石墨烯，如何实现其微加工 来完成对石墨烯大小、边缘和形状的控制，不同层结构的石墨烯性能如何等等，这些都是需要解决的关键性问题。另外，关于石墨烯的基本物理性能及展示独特优异性质的内在原理的研究也需要深入。4.石墨烯材料的应用

石墨烯在超级电容器中的应用

碳质材料是最早也是目前研究和应用得很广泛的超级电容器电极材料。用于超级电容器的碳质材料目前主要集中于活性炭(AC)、活性炭纤维(ACF)炭气凝胶、碳纳米管(CNTs)和模板炭等。这些 sp2碳质材料的基元材料是石墨烯自石墨烯被成功制备出来后，人们开始探究其这种极限结构的 sp2碳质材料在超级电容器里应用的可能性

Ruoff 小组利用化学改性的石墨烯作为电极材料，测试了基于石墨烯的超级电容器的性能。这种石墨烯材料的电容性能在水系和有机电解液中的比电容分别可以达到 135 F/g 和 99 F/g。Rao 等人比较了通过三种方法制备的石墨烯的电容性能。在硫酸电解液中，通过氧化石墨热膨胀法和纳米金刚石转化法得到的石墨烯具有较高的比电容，可以达到 117 F/g；在有机电解液中，电压为5 V 的时候，其比电容和比能量可以达到 71 F/g 和 31.9 Wh/kg。

石墨烯材料应用于超级电容器有其独特的优势。石墨烯是完全离散的单层石墨材料，其整个表面可以形成双电层；但是在形成宏观聚集体过程中，石墨烯片层之间互相杂乱叠加，会使得形成有效双电层的面积减少(一般化学法制备获得的石墨烯具有 200-200 m2/g)即 使如此，石墨烯仍然可以获得 100~230F/g 的比电容 如果其表面可以完全释放，将获得远高于多孔炭的比电容在石墨烯片层叠加，形成宏观体的过程中，形成的孔隙集中在 100 nm 以上，有利于电解液的扩散，因此基于石墨烯的超级电容器具有良好的功率特性。

石墨烯在锂离子电池中的应用

对锂离子电池负极材料的研究，主要集中在碳质材料、合金材料和复合材料等方面。碳质材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一。碳质材料根据其结构特点可分成可石墨化炭(软炭)无定形炭(硬炭)和石墨类 目前对碳负极的研究主要是采用各种手段对其表面进行改性，但是对人造石墨再进行表面处理 将进一步增加制造成本，因此今后研究的重点仍将是怎样更好地利用廉价的天然石墨和开发有价值的无定形碳材料。因此，从石墨出发制造低成本高性能的锂离子电池负极材料是现在的主要研究方向石墨烯作为一种由石墨出发制备的新型碳质材料，单层或者薄层石墨在锂离子电池里的应用潜力也落入研究者的视野之中。

Yoo 等人研究了石墨烯应用于锂离子二次电池负极材料中的性能，其比容量可以达到 540 mAh/g 如果在其中掺入 C60 和碳纳米管后，负极的比容量可以达到 784 mAh/g 和 730 mAh/g。Khantha 等人通过理论计算讨论了石墨烯的储锂机理。3 在太阳能电池和燃料电池中的应用

除了显示出作为超级电容器和锂离子电池的巨大潜力外，石墨烯也在太阳电池、燃料电池方面展现出独特的优势。二维的石墨烯具有良好的透光性和导电性，是替代 ITO很有

潜力的材料。利用石墨烯及其复合材料制作透明导电膜并将其应用于太阳能电池中也成为人们研究的热点。

W an g等

将氧化石墨热膨胀后热处理还原得到的石墨烯制作为透明导电膜，应用于染料敏化太阳电池中，取得了较好的结果。制备的石墨烯透明导电膜的电导率可以达到 5 5 o s／c m，在 1000 ~3 000 nm的波长范围内，透光率可达7%以上。Wu等m 采用溶液法制备石墨烯透明导电膜，并应用于有机太阳能电池中作为阳极。由于应用的石墨烯未经过有效的还原，所以电阻较大，致得到的太阳能电池短路，电流及填充因数不及氧化铟。如果可以降低石墨烯膜的电阻，得到的结果可能要更好。L i 等对石墨采用剥离一 再嵌入一扩张的方法，成功地制备了高质量石墨烯，其电阻为通过以氧化石墨为原料制备的石墨烯电阻的，并以D MF为溶剂，成功地制备了 L B膜。这种透明导电膜也成为应用于太阳能电池的潜在材料。Ry a n等“用溶液法制备”的石墨烯与其它贵金属材料复合作为电极，组装的有机太阳能电池的短路电流密度可以到 4.O mA／c I T I，开路电压为

硅高2 V，光转化率可以达到 1.1 %。

目前，太阳能电池的重要原料是高纯的单晶硅或多晶。但硅的生产成本高，加工需要高温，能量转换率还不够，如果石墨烯能成为太阳能电池的主要材料，就能克服以上缺点。在储氢／ 甲烷中的应用

Di mi t r a k a k i s 等利用石墨烯和碳纳米管设计了一个三维储氢模型，如果这种材料掺入锂离子，其在常压下储氢能力可以达到4 1 g／L。因此，石墨烯这种新材料的出现，为人 们对储氢／ 甲烷材料的设计提供了一种新的思路和材料。

图2由石墨烯和碳纳米管组成的3D结构储氢模型

展望：石墨在大自然中非常普遍，但科学家如何找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯“ 薄膜” 的方法是很重要的。目前，人们的研究主要集中于 3个方面： 一是石墨烯的低成本大规模制备的基础研究，二是石墨烯基复合材料的制备与性能研究，三是石墨烯材料在相关领域的应用研究。石墨烯具有独特的优异电学性能，近年来石墨烯材料的制备及其储能材料领域的应用取得了较大进展，随着人们对石墨烯及其复合材料研究的深入 以及制备方法的改进，石墨烯及其复合材料在电化学中的应用将会得到更为广泛的关注。与碳纳米管的发现与研究应用过程类似，在今后的若干年里石墨烯的研究会越来越深入，其最终进入实际应用阶段是必然的。石墨烯材料是当今世界新材料科技发展的又一制高点 对其深入研究与开发将给许多领域的发展带来巨大机会。

在日前举行的―2011中国科技创业计划大赛‖中，中科院宁波材料所新能源技术研究所刘兆平团队的石墨烯产业化技术一举夺得―海外人才创业奖‖，获大赛最高奖金100万元，从而引起社会各界的广泛关注。人们不禁要问：什么是石墨烯？这项陌生的产业化技术具有怎样的意义？

“石墨烯其实就是单层石墨，是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体，它只有一层碳原子的厚度，是目前世界上最薄的材料。”刘兆平研究员告诉记者，“2004年，海姆与同事康斯坦丁·诺沃肖洛夫制成石墨烯，石墨烯从此成为科学界和工业界关注的焦点，两人凭此获得2010年的诺贝尔物理奖。”

石墨烯之所以如此令人关注，是因为这个产品在信息技术、新能源、功能复合材料乃至生物医学等诸多领域均具有极其广阔的应用前景。刘兆平解释说，石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中，也有可能作为添加剂广泛应用于新型高强度复合材料之中。石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性，又让它在透明导电薄膜的应用中独具优势。

“石墨烯产业化技术的应用，将会给我们的生活带来很多令人惊喜的变化。比如我们都知道苹果手机，它的屏幕已经很薄了，但是如果用有石墨烯成分的原料来做这个屏幕，我们可以直接把屏幕折叠起来使用，透明性也很好，就像电影《阿凡达》里的那个透明弯曲、悬浮着的虚拟显示屏。另外，它还可以用于制作石墨烯动力电池。现在的电瓶车、电动汽车的普通电池充电通常需要1~3小时，石墨烯动力锂电池在10分钟内就可以完成快速充电，而且电池的性能会大大提高，寿命更长。”刘兆平说。

诱人的市场前景促使世界各国的科学家们纷纷以极大的热情投入到石墨烯的基础与应用研究之中，近年来该项技术的发展更是呈现出突飞猛进的态势。但由于石墨烯资源有限且不可再生，制备成本又非常昂贵，每克要5000元，高昂的制作成本成为横亘在石墨烯产业化发展进程中的一道难以逾越的障碍。因此，攻克石墨烯低成本规制备技术，成为科学家们共同面对的一个挑战。

为攻克这道世界性难题，刘兆平研究员和他的团队义无反顾地投身到艰苦的研究之中。在中科院知识创新工程重要方向项目的支持下，经过两年多的努力，最终成功取得了石墨烯低成本规模化制备技术的重大突破。今年7月，他们通过和宁波一家企业合作，建成了世界上第一条且拥有完全自主知识产权的年产30吨石墨烯中试生产线，并成功地通过了中试。从中试结果来看，不仅产品品质达到国际先进水平，而且产品售价可以直降至每千克3000元，具有极强的市场竞争力。现在项目组已经收到了国外客户的大量订单。

从最硬到最软，从绝缘体到导体，从全吸光到全透光，各种类型碳材料所具有的性质几乎囊括了地球上所有物质的性质，极大推动了航空航天、航海、能源、交通、电子、化工、环保等领域的快速发展。甚至有人提出，21世纪有可能是碳的时代。作为新材料的中坚力量，碳材料在未来将有哪些优异表现？能否成为新材料领域里的尖端部队？从科学家们对以碳纳米管、石墨烯为代表的碳纳米材料和以核石墨为代表的新型碳材料的未来畅想中，人们看到了激动人心的前景。

碳纳米管：太空电梯有望成真

著名科幻大师阿瑟·克拉克1979年在其小说《天堂喷泉》中首次提出太空电梯概念。简单来说，太空电梯就是一条从地球表面延伸至太空的长电缆，其质心位于35786千米高的地球静止轨道（GEO）。电磁飞行器将沿着电缆行进，在地球和太空之间运送乘客和有效载荷。一旦梦想成真，其运输成本将大大低于火箭，并将满足人类在洁净和可再生能源方面的需求。他预言：―太空电梯将在人们停止对其嘲笑50年以后被制造出来。‖

太空电梯如果能成为未来到达外层太空的运输系统，科学家面临的首要问题就是电缆材质的选择。该电缆必须重量超轻、强度超高，可以承受地球大气层内外所有发射体的撞击。日本太空电梯协会会长大野修一介绍，经过研究，科学家们已开发了一种叫作碳纳米管的纤维，可达到所需强度的四分之一，这是已知最接近标准强度的物质。

与此同时，英国Nanocomp技术公司日前制造出了世界最大的碳纳米管被单。虽然被单面积仅1.6平方米，不足以充当一条沙滩毯子，但其包含数百亿个碳纳米管，强度为钢的200倍，而密度只有钢的1/30，这让人类太空电梯的梦想显现出丝丝光亮。日本科学家认为，他们可以解决这其中会遇到的材料、工程等问题，目前正计划在距离地球赤道地面36000千米的空中发射一颗静止卫星，从卫星上垂下一条总长度达10万千米的纳米材质电缆，预计建造成本仅1万亿日元。

美国麻省理工学院教授杰夫·霍夫曼表示，相信人类在一个合理的时间框架内能够做到，但目前没有能力用碳纳米管制造长电缆。

石墨烯：超级计算机放进口袋

晶体管的发明打开了硅元素的应用之门。信息时代可以说是硅电子元器件的天下，集成电路更是信息时代名副其实的―核心‖。但随着集成度越来越高，晶体管的体积面临物理极限，内部金属导线也难以承受更高频率的信号传送，传统硅集成电路发展遭遇瓶颈。未来出路在哪里呢？IBM的一项研究为人们打开了思路。据了解，IBM用石墨烯制造成场效应晶体管，取代硅集成电路。这种石墨烯场效应管的频率可达100G赫兹，即每秒一千亿次以上。如果用它来制作CPU、GPU之类的芯片，不仅速度快、能耗低，说不定超级计算机也可以放进口袋。

美国康奈尔大学研究人员还利用碳纳米管代替传统硅管，制造出高效太阳能电池，其在光能转化成电能的过程中，可以使电流强度加倍。研究人员称碳纳米管是一种理想的光电二极管。

石墨烯晶体管和碳纳米管在替代硅方面的应用，或许有朝一日能让人类告别硅时代，那时候的―硅谷‖可能要改成―碳谷‖。不过，石墨烯制造工艺要比单晶硅复杂得多，可能需要一个很久远的时间才能实现。

核石墨：核电站的安全卫士

核石墨具有热膨胀系数低、抗热冲击性好、中子活化性能低等优异性能，早在第一代核裂变反应堆就已经使用。在第四代反应堆，特别是最近的高温气冷堆中，核石墨更是不可缺少的慢化、反射和结构材料。日本核电站事故中的主反应堆并没有爆炸，发生爆炸的只是其储存核废料的部分，而保住核电站主反应堆的正是用纯核石墨制成的外罩。可以说，核石墨在捕集核废料、吸收核放射粒子等方面具有极大应用潜力，是核电站不折不扣的―安全卫士‖。

据清华大学深圳研究生院院长康飞宇教授介绍，核石墨主要用于生产石墨球、堆芯材料、电极等制品。由于核石墨对纯度、各向同性等指标要求比较高，世界上至今只有德国西格里、日本东洋炭素和东海炭素、法国罗兰石墨等企业能够生产，我国则主要依靠进口，而1吨核石墨的价格高达几十万元。

核石墨技术是核电站技术进步的基础。目前，我国正大力研究最先进的第四代反应堆，反应堆升级换代对核石墨的需求也水涨船高。如果新一代的核石墨外罩能够做到一步成型、无缝衔接，相信核电技术也会发展得更快、更安全。

10月17日，美国科学家表示，他们研发了一种人工合成高质量石墨烯的技术，新方法不仅可控且可进行扩展，有望为下一代电子设备的研制铺平道路。相关研究将发表在今年的第11期《碳》杂志上。

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体，只有一层碳原子的厚度，是迄今最薄也最坚硬的材料，其导电、导热性能超强，远远超过硅和其他传统的半导体材料。科学家们认为，石墨烯有望彻底变革材料科学领域，未来或能取代硅成为电子元件材料，广泛应用于超级计算机、柔性触摸屏、环保和医疗设备、光子传感器以及有机太阳能电池等诸多领域。但要让石墨烯更好地应用于电子工业，还需找到可控且有效的方法，在更大范围内获得更高质量的石墨烯。加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）电子和计算机工程系教授考斯塔弗·巴纳吉领导的研究团队研制出的最新合成技术能提供高质量且均质的石墨烯。这一过程不仅可进行扩展，还能控制最终得到的石墨烯的层数——单层还是双层，这一点对石墨烯在电子和其他技术领域大展拳脚来说非常重要。研究团队的技术关键是他们深刻理解了基座对石墨烯生长动力学的重大影响。他们在一个经过预处理的铜基座上使用低压化学气相沉积（LPCVD）法并在特定的高温下将甲烷分解，从而制造出了均质的碳层（石墨烯）。参与研究的博士后研究员刘伟（音译）表示：―铜基座上不完美的位置点会显著影响石墨烯的生长，通过对铜表面进行正确处理并精确选择生长参数，我们做到了让石墨烯的质量和均质性达到最优化的同时控制石墨烯的层数。‖研究人员李宏（音译）称：―新方法制造出的石墨烯获得了迄今化学气相沉积法制造出的石墨烯拥有的最大载流子迁移率：平均值为4000平方厘米/伏·秒，最大值为5500平方厘米/伏·秒。与硅相比要高很多。

巴纳吉表示：―毫无疑问，石墨烯是一种非常优异的材料，其应用范围非常广泛，但在如何获得高质量的石墨烯以及如何定制其属性以便用于特殊用途等方面，我们还面临着巨大的挑战，不过，这些挑战也是我们未来研究的肥沃土壤。‖

石墨烯 + 水 = 未来电池

两种材料的组合——―石墨烯 + 水‖能制造能量存储系统，产生媲美锂离子电池的储能效果，并且在几秒钟内充满电，拥有几乎无限长的使用寿命。

―石墨烯 + 水‖ 储能的原理是利用电荷在全界面导电碳原子表面的有序堆积来实现电能的大量、超快速储存和释放，以―石墨烯 + 水‖凝胶为基础的新型储电装置可以在几秒内充放电，拥有几乎无限次的循环寿命。一直以来，产业界都在寻找高效、可控的电能储备材料，要求其导电性能良好、物化性质稳定，能够让电荷在其微观结构上实现最大程度的有序堆积，用以制作超级材料，实现电能的高效储备及释放。目前认为纳米石墨（石墨烯）就是这种潜在的理想材料。蒙纳士大学材料工程系（Monash University Department of Materials Engineering）李旦博士和他的研究团队正在研究一种名叫石墨烯的材料，这种材料有可能成为下一代超快速能量存储系统的基础。李博士说：―一旦我们能恰当地操纵这种材料，那么像 iPhone 这样的设备可以在数秒钟或更短的时间内完成充电。‖

石墨烯是石墨剥离成一个原子厚度的产物。石墨价格低廉、随处可见，常用于铅笔芯中，这种形式的石墨具有卓越的特性。由于石墨烯强度高，具有化学稳定性，因此是绝佳的导电材料，它的另一个重要的特性就是表面积非常大。李博士说：―这些特性让石墨烯非常适合应用于能量存储系统。而目前石墨烯没有被大规模应用是因为这种材料非常薄，如果堆积到一起形成宏观结构时，会立即紧密连接在一起形成石墨。石墨烯重新堆积之后大部分表面将消失，不再具有石墨烯的特性。‖现在，李博士和他的团队找到了使石墨薄片保持其非凡特性的方法：水。水可让石墨烯保持湿润——以凝胶的形式存在——让层与层之间产生排斥力，防止它们重新堆积。

李博士表示：―我们使用的是两种基本的、不昂贵的材料——水和石墨烯，他们能让这种纳米材料拥有非常惊人的特性。这个技术非常简单，能够大规模应用。我们发现这一点时，觉得它不可思议。‖

目前，―石墨烯 + 水‖储能需要攻克的关键技术是如何在不降低石墨烯物化性能的同时，将它高效有序的密集组装在一起，并且能够有效阻止石墨烯在加工过程中的二次堆叠。影响石墨烯广泛应用的关键问题是它的堆积结构。通常情况下，紧密堆积的石墨烯容易重新形成石墨，这样的话，将不再具有单片石墨烯独有的性能。李博士团队在工作中发现，石墨烯作为一种极其少见的二维凝聚态导电物质，在控制的条件下能够与水相互作用自行组装成微观纳米间隔而又宏观紧密堆积的三维凝胶结构，具有意想不到的性能，将会给电能储备技术带来突破性进展。应用到储能设备上时，无论是在电荷的储存量还是充电的速度方面，石墨烯凝胶能显著超越当前的碳基技术。目前以此材料构造的电储能装置所获能量密度已经相当于电动汽车中广泛使用的锂离子电池，所获功率密度百倍超过锂离子电池，以此为动力的电动汽车将有可能替代传统燃油动力汽车。

新型储电材料是低碳经济，清洁能源产业发展的重点领域，对人类未来可持续发展意义深远，尤其是对中国这样一个石化能源进口大国，关系到国民经济发展的平稳与安全。中国碳材料产业发达，石墨矿藏储量丰富，但是其产业一直处于产业链的低端。―石墨烯 + 水‖储能材料这一新技术将极大地提高现有石墨产业的附加值，改变电能储存产业现状，有望在消费电子、智能电网、动力机械及电动汽车领域获得广泛的应用。李博士认为这种新技术的发展前景不仅仅局限于消费电子产品，―高速、可靠、低成本的能量存储系统，是未来实现大规模应用可再生资源所产生的电能的关键，也是电动汽车大规模应用的关键。石墨烯凝胶同时显示出应用于水净化薄膜、生物医疗设备和传感器的潜力。‖

在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，化学研究所有机固体院重点实验室的相关研究人员致力于分子材料和器件的研究，取得了一些新进展，引起了国际学术界的关注，并分别在Chem.Rev.和Chem.Soc.Rev.上发表了综述。

在有机场效应晶体管(OFET)中，介电层/半导体层界面状态对器件性能有重要影响。在目前OFET的界面研究中，诸多界面参数的计算和测量都是基于统计平均的方法。表面能作为一个重要的介电层/半导体界面影响因素，其均匀程度对器件性能的影响在此前的界面研究中长期被忽视，而对表面能非均性这一关键因素考量的缺失，也正是界面研究中众多争议产生的主要根源之一。

该课题组在对介电层表面能非均匀性引起的一系列实验现象进行充分研究的基础上，通过实验证明了表面能非均匀性对有机场效应晶体管性能影响的广泛性，并且发现了表面能非均匀程度和有机场效应晶体管迁移率之间存在一种线性反比关系。相关研究成果发表在《先进材料》（Adv.Mater.2011, 23, 1009-1014）上，并被选为插页（图1）。

随后，该课题组的研究人员又在上述工作基础上，通过利用介电层表面能非均匀性对有机半导体层生长形貌进行控制和优化，制备出空穴迁移率高达3.6cm2/Vs的并五苯场效应晶体管，这是国际上已报道的并五苯柔性薄膜器件的最优结果之一。同时，研究人员又在这一高性能晶体管基础上，制备了高性能柔性环形振荡器，振荡频率超过1 kHz（图2）。相关研究成果在《先进材料》（Adv.Mater.2011, 23, 3128-3133）上发表。

石墨烯是由碳原子六角结构紧密排列的二维单层石墨层，是构成其它维度碳材料如富勒烯、碳纳米管和金刚石的基本单元。如何制备高质量，大面积，形貌可控的石墨烯是石墨烯领域的核心问题，也成为国际上石墨烯研究的竞争点所在。化学气相沉积法（CVD）由于具有成本低廉，可大规模制备等优点，近几年发展迅速，已经成为制备石墨烯的主要手段。该课题组采用CVD方法，选取金属铜作为催化剂，精确控制生长条件，成功地制备出形貌规则的六角石墨烯，并对其电学性质进行了深入研究（图3）。六角形貌石墨烯的发现极大地扩展了石墨烯领域的研究内容。相关研究内容发表在《先进材料》（Adv.Mater.2011, 23, 3522-3525）上。

基于石墨烯的新结构的探索是石墨烯研究领域的一个重要研究内容。课题组在液氮的条件下通过微波火花法剥离天然石墨，获得了高质量、高纯度的碳纳米卷（图4）。这种石纳米卷是由少数层或单层石墨烯卷曲而成，并有紧密的结构。该碳纳米卷的场效应器件在空气和氮气中都具有稳定的双极性行为，在氮气中最高的空穴迁移率可以达到3117 cm2/Vs，电子迁移率可以达到4595 cm2/Vs。碳纳米卷的还具有着稳定的线性电流/电压曲线，最高电流密度可达7 × 107 A/cm2（Adv.Mater.2011, 23, 2460-2463）。

最近，课题组和中国农业大学研究人员合作利用电化学方法，在柔性衬底上，将滴在两电极间的氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯通过一步法实现了还原和排布（图5左），并成功将其应用于农药的传感器中。该传感器对常用农药—乐果的传感灵敏度达到了7.6 ppb（图5右），并进一步分析得到该农药分子的活性来自于：氮、硫和磷原子的共同作用结果。相关研究成果发表在Adv.Mater.(2011, 23, 4626–4630)上。

多年来，相关研究人员开展了碳纳米管及其特性的研究，在碳纳米管可控制备、生长机理和电性能方面取得了系列成果，并得到学术界同行的认可，英国皇家化学会发表了Tutorial Review(Chem.Soc.Rev., 2011, 40, 1324-1336)，系统地介绍了近几年来在碳纳米管分离和富集的成果。

作为潜在的大面积，低成本，柔性的电子器件，有机场效应晶体管的研究在过去十年取得了重要的发展，正在走向应用。有机场效应晶体管主要为薄膜型器件，因此薄膜的制备技术、表征技术对薄膜的质量和器件性能具有重要的影响。该课题组不但重视分子材料的化学结构与器件性能之间的关系，还在薄膜的凝聚态结构与器件性能之间的关系的研究方面取得一些成果。应Chem.Rev.杂志的邀请，就―应用于场效应晶体管的有机薄膜的制备与表征的实验技术‖撰写了综述(Chem.Rev.2011, 111, 3358-3406)。

图1 介电层表面能非均匀性机理示意图和当期《先进材料》插页

图2 基于高性能并五苯场效应晶体管的五级柔性环形震荡电路

图3 CVD方法制备的六角石墨烯AFM图和两种可能的边界排列

图4 碳纳米卷形成示意图

图5 左图：为一步法排布与还原氧化石墨烯的示意图；右图：为制备的传感器对农药乐果的电流信号响应。

第五篇：水,作文

水

上善若水。水善利万物而不争。故，何以为“上善”？何以为“若水”？——题记我常常暗自思付：若人真的可以像流水一般潇洒过活，那便真的欲无所求了。初春，天街小雨润如酥；夏日，给人以润泽；深秋，秋雨梧桐落叶时；寒冬，化雪兆丰年。水，当真是四季都可以见到你的影子。扬扬洒洒，艳丽的花瓣留不住你的脚步，纠缠的荆棘挡不住你的身躯，哪怕是屋檐暂时把雨水拦截，太阳一出来，呵！它便又化作一滴又一滴水的精灵，往更辽阔的天空飞去。好像这世上没有什么能够把你束缚，没有什么可以真正地把你禁锢。我又想起那得道的列子，腾云驾雾飞翔于九天之间。他可是真正的潇洒自由？不。他比不上水之无所惧难，比不上水之无所约束，比不上水之那般洒脱自在！上善若水，何以为“上善”？何以为“若水”？做人的最高境界，莫过于世间任何困苦都不能让你一蹶不振。我所向往的，是像流水一般能披荆斩棘，能过滤掉世间一切烦恼。若水自由。思及此，抬眼望见那瓶中水，想到那楼外池，不禁嗤笑。在这尘世上，谁又能真的身心皆自由呢？倘若真的把一切羁绊都抛却脑后，那也只不过是把“逃避”、“懦弱”穿上“自由”的糖衣罢了。瓶中水、楼外池，虽身困于一个范围之中，但是它们的心灵却从不寂寞。你可曾看见那水中的朦胧倒影？周围的柳绿花红？那是水把万物都纳入怀中。所以，留住内心对洒脱的向往，也是对追求自由的别样境界。

涓涓流水，还在静静地流淌，带走污浊，前赴后继地奔向更广袤的海洋。有人这样解释：“上善”意指“最善”，即做人的最高境界是像水这般。的确，水的谦卑是没有人可以否定的。它可以与山林谱一曲和谐之歌，与高山跳一曲高亢之舞。“有山皆图画，无水不文章。”可见水的重要性。但水却没有不可一世，谦卑地与万物和谐共存。我们确实应当若水这般柔和静美，谦卑不自傲。

水是充满韧劲的。水滴石穿，这其中的“韧”和“劲”也就不用我多说了。而那生活在遍地荆棘，深山中的水，更彰显了它生生不息的力量。爬山时，特别是树木葱郁，原始生态保存的比较好的高山，常常可以看见粗壮的树根的角落，有或大或小的空隙，那是一条条小水流，为了冲出禁锢，年年岁岁冲刷出的痕迹啊！正如那西域的高僧鸠摩罗什，那位著名的译经人。中年饱受吕光等昏庸之仕的迫害，但他却忍辱负重，并熬过了最艰苦的十六年。晚年翻译了多本佛经，在长安普渡众生。这种如水般“韧”的精神深深地把我折服，让我为之敬佩！

关于水的道理，言犹尽而意未绝，在这里恐怕如何也道不清说不尽其中的奥秘。在这个世界上，从来就不缺少大道理。但是我们周围能像水这般，哪怕只有二分之一相像的人，都是少之又少。这是时代发展的必然，还是身不由己的无奈呢？徒留一声喟叹罢了。但是，我坚信做人应始终秉持向流水学习的信念，不断走下去。到底如何才是做人的完美境界呢？

“上善若水。善渊，善仁„„无尤。”

【点评】

水之“善”，莫过于自由、洒脱、谦卑、韧劲„„作者抓住水的这些特点，用哲理之思，贴切之语娓娓道来。明晰的观点，加上美语呢喃，构成本文清雅的哲理散文意境。

【例文2】

水

变者，能人也；通者，智人也。——一休和尚

处身立世于这个世界上，你是否会觉得，在待人处事方面，会有些力不从心呢？尽管很多时候你的出发点是好的，但真正实践的时候往往却不尽人意，又或是简洁的一句“好心做坏事”便能概括你此时的无奈？

犹记得聪明豁达的一休和尚对于此种情况，他提出的解决之道却是：找水吧，水可是一点也不用顾忌到这个问题。

这样的答案能否让尚在迷途中的你找到“灵光一闪”的感觉？

倒水一杯，不是用来喝的，你不是要去找一休口中的“水”吗？可是现在你手上装着的水并非他指的那个“水”，但你要找到它却很简单。

你可以把这杯水倒进花盘中，再慢慢看着它从花盘的漏孔中滴出来；你亦可以把这杯水放进冷藏格中，若干个小时后再拿出来，然后再尝试把它倒出来，没错，此时它早已凝固成一块坚硬的固体，任凭你怎样努力也不大可能在一时之间令它以流动的形式流出来；又或者，你可以把这杯水放进正在蒸馒头的高温炉中，但当你坚持在若干个小时后再去揭开炉盖时，你会发现杯中的水早已不见，不用我多说，你亦会知道那是因为它蒸发成水蒸气，跑了。

水是这样的多态，固、液、气的三重身份令水无论去到哪里都可以得心应手，不受太多的束缚，亦不用忧虑别人的态度。它会用尽一切的办法令自己的生活处处燃起生机：当你以固体的形式限制水时，水能以液态的方式逃之夭夭；当你打算用“严寒辣热”来吓唬水时，它却可以令自己摇身一变成各路神仙，或稳如北斗，又或是晓得“遁身隐形术”，反正结果就是：它还得感激你呢！

怪不得一休说水真的是一个比他自己更要聪明的人呢，能“变”又能“通”。那你呢，你也能从水中找到属于你自己的答案吗？

送你“变通”二字。

【点评】

这是一篇哲理小品文。立意不落俗套，语言睿智机警，幽默诙谐。刚刚学完钱钟书的《窗》，作者在语言上是否很会借鉴呢？学以致用，善哉！