石墨烯這麼火,能改變影視工業嗎?

石墨烯這麼火,能改變影視工業嗎?

石墨烯概念炒了幾年了,作為“萬能”的新型材料,人們對此賦予很高的期望。然而石墨烯真的能改變歷史嗎?今天我們要做一番探討。

先簡單科普,資料來自wiki。

石墨烯這麼火,能改變影視工業嗎?

石墨烯

簡單來說,石墨烯是一種由碳原子組成的六角蜂巢型平面薄膜,厚度僅為一個原子的二維材料。人類早在1918年就開始接觸石墨烯了,並在1948年成功觀測並拍攝到石墨烯的圖像,然而由於早先輔助科學儀器不夠發達,科學家們無法提取或製造出石墨烯,且認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在。關於石墨烯的突破來自2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家成功在實驗中分離出少量石墨烯,他們二人也因“二維石墨烯材料的開創性實驗”獲得了2010年瑞典皇家科學院頒發的諾貝爾物理學獎。

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石墨烯的應用

石墨烯如今已經躍居為工業革命以來最輕薄同時也最堅硬的納米材料,也是導電性能最好的媒介。石墨烯的內部原子連接非常柔韌,即使施加強外力,碳原子面也只會彎曲形變,這使得碳原子無需重新排列來應力,可以一直保持結構穩定。

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可摺疊彎曲的屏幕未來就靠你了,石墨烯桑!

作為各方面特質都出色的材料,石墨烯可以被廣泛應用在各領域中,幾乎是“萬能”的。因為他太優秀了,如果可以大規模生產並應用,科學界普遍認為將推動歷史變革,這將是二十世紀初當人類發明塑料製造工藝後的一次重大進化,此後大量傳統材料可以用石墨烯替代,人類亦將走進新時代。

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是很多工業在材料學上的首選

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石墨烯摻入纖維製作的布料:禁拉又禁拽

我們可以來看一組數據。

石墨烯幾乎完全透明,光吸收率只有2.3%,導熱係數高達5300W/m·K,高於先進最高工業水準製造的碳納米管和金剛石;常溫下,石墨烯的電子遷移率超過1500cm2/V·s,比碳納米管和矽晶體還要高,而電阻率卻只有10-6 Ω·cm,低於最廣泛應用的導電線材銅和銀,為世界之最。這些特性使石墨烯可以在任何工業製造領域大展身手,我們簡單列舉出幾項。

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石墨烯的導電、導熱性能都極好,幾乎不吸收光線

由於其良好的導電性,石墨烯可以被用來作為晶體管和電子元件的原材料,極大提高設備性能,挽救即將面臨失效的“摩爾定律”;又由於其透光性出色,也可以用來製造透明觸摸屏和太陽能電池,轉換效率更高,也不會產生工業汙染。

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說起石墨烯的製造有一個小插曲,幾十年前,科學家們認為人工製造石墨烯幾乎是不可能的,但科學發展往往會依託於“巧合”。2004年,曼徹斯特大學的研究團隊成員偶然發現一種簡單到“腦殘”的石墨烯製備方法:把膠帶粘在石墨片上然後撕下來,不斷重複這一過程,石墨片會越來越薄,最終總有一些膠帶上殘留的石墨片是單原子結構,從而成功獲取了石墨烯。

科技發展到今天,石墨烯已經迎來量產,科學家們提出了不下十種的製造方法,而石墨烯的造價也越來越低廉了。

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石墨烯超乎想象

石墨烯適用範圍之廣超出所有人的想象,甚至有些特性是不為人知的。2015年6月刊登在《自然光學》期刊中的一篇來自南開大學的論文引起了全世界關注。陳永勝教授及團隊發現了一種特殊構型的三維石墨烯,在室溫且真空狀態下,被光線照射時居然會被推進移動,根據模型測算,這項成果如果應用在宇航領域,製造一面約50平米的石墨烯太陽帆,可以將五公斤的物體在20分鐘內加速到第一宇宙速度。

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去年,中國某家公司生產的石墨烯充電寶在俄羅斯網站上眾籌,號稱在20分鐘內即可充滿一臺手機,僅僅不到半小時就被搶購一空。用於電動汽車的新型石墨烯電池可以把原有的充電速度從幾小時縮短到不足一分鐘,續航里程甚至能超過1000公里。

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石墨烯會改變影視工業嗎?

即使在輕型碳素材料被廣泛應用的現在,影視工業的相關設備依然面臨“沉重”的負擔。廠商們極力壓縮元器件尺寸,努力提升設備性能,將產品做成無線式或分體式,竭力為使用者們“減負”。然而,即使最小型的攝影機安裝完套件也有十幾公斤重,最健壯的攝影師也無法持續使用斯坦尼康和機械外骨骼拍攝超過20分鐘,電量有限而重量無限的電池讓你的無人機有效飛行時間只能維持在十幾分鍾,更別提需要起重機才能吊起的巨型燈具和固定各種設備幾十斤重的腳架了。

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石墨烯制感光元件

如果電影工業應用了石墨烯,一切會變好嗎?

我認為也許會,也許不會。

石墨烯制芯片能加速設備的處理速度,用更小的成像芯片處理更多數據,提升畫面素質;石墨烯外殼也會為機體顯著減負,減輕攝影師的負擔;應用石墨烯電池的無人機可以飛的更久;石墨烯面板也許會成為新型監視器,做成可摺疊,有輕便,導演和攝影師揣著監視器到任何場景展開即可開始工作。

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石墨烯電池會讓人們

走的更久更遠嗎?

當然也有反面因素。

攝影師手中的攝影機就彷彿孫悟空鬧天宮的金箍棒,在東海試過各種稀世珍寶,最終才選擇了重達十萬八千斤的如意金箍棒,對於攝影師也一樣,無非兩個字——趁手。

練家子用太輕的武器耍不開,好的攝影師也需要一臺“壓手”的攝影機才能發揮全部本事。而且,對於拍攝本身來說,重量不一定是壞事,“沉”意味著畫面穩定,而太輕的設備反而不利於肩抗和手持,拍出的畫面晃動不已,這顯然背離了電影的初衷。同時,重量也意味著抓地力,如果腳架不夠重的話,戶外拍攝怕不是一陣小風就把機器和燈都刮飛了。

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諾基亞開了一個腦洞,

石墨烯在影像設備中的應用

當然,充分發揮石墨烯的優勢,找到與電影工業適配的痛點,我相信不是難事。

石墨烯是一種勢必改變歷史的材料,可以完全取代塑料,不僅環保可降解,在耐用新和泛用性上也遠超工業手段合成的聚乙烯材質。

也許以後,人類的生活會因石墨烯的存在而美好。

讓我們共同見證歷史。

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