【科技介绍】

【石墨烯超级电容器】

石墨烯超级电容器为基于石墨烯材料的超级电容器的统称。由于石墨烯独特的二维结构和出色的固有的物理特性，诸如异常高的导电性和大表面积，石墨烯基材料在超级电容器中的应用具有极大的潜力。石墨烯基材料与传统的电极材料相比，在能量储存和释放的过程中，显示了一些新颖的特征和机制。

分类原理编辑

机制

根据不同的能量存储机制，超级电容器可以分为三类：1）电化学双层电容器（双电层电容器），使用吸附的阴离子和阳离子储存能量；2）赝电容器，通过快速表面氧化还原反应存储能量；3）不对称超级电容器。

应用

也称非法拉第超级电容器。其性能源自所谓的双电层电容，双电层电容器装置的电容积聚的电荷被存储在这作为在高表面积的电极和电解质之间的界面形成的双电层中。双电层电容器材料的几个至关重要的因素是：比表面积（ssa），导电性，和孔径大小及分布。石墨烯对比过去的双电层电容器的电极材料提供了一个很好的替代。与传统的多孔碳材料相比，石墨烯具有非常高的导电性，大的表面积及大量的层间构造。因此，基于石墨烯的材料非常有利于它们在双电层电容器中的应用。

也称法拉第超级电容器，赝电容超级电容器通过法拉第过程储存能量，涉及在电极表面上电解质并电活性材料之间的快速和可逆的氧化还原反应。最广泛的研究的电活性材料包括三种类型：a）过渡金属氧化物或氢氧化物，如氧化钌、氧化锰和氢氧化镍;b）导电聚合物，[如聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，以及c）具有含氧和含氮表面官能团材料。赝电容可以达到比双电层电容更高的膺电容。石墨烯被认为是最合适制备赝电容电极活性成分的载体材料。

原理编辑

石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验。

实验制成电路其中包含led，用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜(copperchloride)溶液中，进行观察。led灯亮了。实际上，他们需要6个石墨烯电路，形成串联，这样就可产生所需的2v，使led灯发亮，就可以得到这个图片。

徐子涵和同事说，这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷，穿过溶液的速度约每秒300米，因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时，碰撞会产生足够的能量，使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择：可以离开石墨烯带，和铜离子结合，也可以穿过石墨烯，进入电路。

原来，流动的电子在石墨烯中更快，超过它穿过溶液的速度，所以电子自然会选择路径，穿过电路。正是这一点点亮了led灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面，而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的，”徐子涵说。

因此，这个装置产生的能量来自周围环境的热量。他们可以提高电流，只需加热溶液，也可用超声波加快铜离子。只依靠周围热量，就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。但是，还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流，就像普通的电池。

然而，徐子涵和同事说，他们排除了这一点，因为进行了几组控制实验。然而，这些是在一些补充材料中介绍的，他们似乎并没有放在arxiv网站上。他们需要赶在别人做出严肃声明之前公开。从表面价值来看，这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流，但只是让水流过它，所以这并不真的使人吃惊，移动的离子也可以产生这样的效果。这预示着清洁的绿色电池，只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说：“这代表着一个巨大的突破，研究的是自驱动技术”。

容量影响编辑

从微观的角度看蓄电池的充放电过程，实际上是一个阳离子在电极中“镶嵌”和“脱离”的过程。所以，如果电极材料中的孔洞越多，则这个过程进行的越迅速。在宏观的角度看则表现为蓄电池充放电的速度越快。

石墨烯的微观构造，是一个由碳原子所组成的网状结构。因为具有极限的薄度(只有一层原子的厚度)，所以阳离子的移动所受限制很小。同时正因为具有网状结构，由石墨烯所制成的电极材料也拥有充分的孔洞。

从这个方面看，石墨烯无疑是一种非常理想的电极材料。

位于美国纽约州的伦斯勒理工学院(rpi，rensselaerpolytechnicinstitute)的研究者的研究表明：使用石墨烯作为电池的阳极材料，其充放电速度将超过锂离子蓄电池的10倍。

应用编辑

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。

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。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年，平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片，为石墨烯的应用提供了广阔的市场。han国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏，相信大规模商用指日可待。

另一方面，新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图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。

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。前不久美国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。

【ai智能驾驶等级】

l0

无自动化

特点：完全由驾驶员进行驾驶操作，属于纯人工驾驶，汽车只负责执行命令并不进行驾驶干预。

对应技术：无任何自动驾驶技术

对应产品：很多品牌的低端配置车，如奥迪a1、宝马1系、长安奔奔、吉利远景x1

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驾驶支援

特点：自动系统有时能够帮助驾驶员完成某些驾驶任务，且只能帮助完成一项驾驶操作。驾驶员需要监控驾驶环境并准备随时接管。

对应技术：车道保持系统、定速巡航系统

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部分自动化

特点：自动驾驶系统有多项功能，能同时控制车速和车道。驾驶员需要监控驾驶环境并准备随时接管。

对应技术：自适应巡航系统。

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有条件自动化

特点：在条件许可的情况下，车辆可以完成所有的驾驶动作。并具备提醒驾驶者功能。驾驶者无需监控驾驶环境，可以分心，但不可以睡觉，需要随时能够接管车辆，以便随应对可能出现的人工智能应对不了的情况。

对应技术：激光雷达不可或缺，高精度地图的支持，用来处理更为复杂、量更大的信息数据的中央处理器。

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高度自动化

特点：完全自动驾驶，驾驶者可以有，也可以没有，但依然在特定的场景下实现。

对应技术：激光、雷达、高精度地图、中央处理器、智能道路和交通设施。

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完全自动化

特点:完全自动驾驶，且在任何场景都可以。

【碳基生物】

因为构成碳基生物的氨基酸中，连接氨基与羧基的是碳元素，所以称作碳基生物。

由于碳原子有四个自由电子，其电子失去的能力（还原性）和得到电子的能力（氧化性）相当，又由于碳原子只有两个电子层，所以活泼性又比同族的硅、锗、锡、铅要强，碳链的长度可以由2个至数千个不等，这使得碳骨架成为了许许多多种有机化合物的基础，因此能够形成复杂多样的高分子有机物（比如dna分子），为生命的形成提供物质基础，并为自然选择提供可能。

只要是生命形态，就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。碳基生物储存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由单键连接成一条链，由酶控制的碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量，废弃物产生水和二氧化碳。碳基生物体内的分子大多因含有的碳原子的不对称性使其出现左旋或者右旋，正是这个特点使得酶的专一性能够被充分发挥，碳基生物体内的酶能够依照分子的形状和左旋右旋对特定的反应进行催化，识别和规范自身大量的不同新陈代谢进程。但是碳基生命体的分子结构是很不稳定的，难以承受高温、低寒、病菌的侵蚀和射线的照射

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总之，他既像一个孩子，天真懵懂，什么都不懂；也像大人一样，默默地接受你，忍让你。