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利用石墨烯海绵清理泄露的原油
自从石墨烯被发现和成功分离以后，物理学家就被这种二维材料表现出的独特物理性质所吸引，而材料学家则希望利用其独特的性质发展一个或多个“杀手级应用（killer applications）”。石墨烯由于优异的电学、机械和热性能，使得其可以发展许多高科技应用，包括透明导体、高分子复合材料的填料、电子散热片等。然而，根据最近 Rodney Ruoff教授及其合作者的研究结果，石墨烯的另一个更实际的应用：原油泄露清理，可能会在市场上击败其相关的所有高科技应用。
已经有许多不同类型的材料被提出或测试用于清理泄露原油，包括聚合物、活性炭，甚至锯木屑。在这一应用中，吸收物对油层的选择性吸附能力至关重要，同时吸收物本身的毒性也是一个重要的考虑因素。
在Ruoff的实验中，通过减小石墨烯氧化，随后施加水热成型过程使材料达到具有高表面积的形态，制备得到海绵状结构的石墨烯。研究者们随后通过利用这种材料去除人工海水中许多商业石油产品（ 包括煤油、泵油、油脂和有机溶剂等 ）来检验其吸油性能。
实验结果表明，石墨烯海绵材料吸收了超过其本身重量86倍的油污，超过其他任何常见吸收剂的吸油能力。其吸收的碳氢化合物随后通过简单地加热回收，回收率能达到99％。通过这一过程，石墨烯海绵可以重新生成，并且重复使用10次以上，其性能丝毫不会下降。这些令人振奋的实验的结果给解决自然环境中不幸的原油泄漏事件带来了新的希望，同时这项技术也可以应用于许多常规污水处理和工业分离领域。石墨烯的高科技应用将要到来，但是随着石墨烯海绵这一技术的不断完善，石墨烯的第一个“杀手级”应用可能根本与高科技无关。
氧化石墨烯能除去污染水体中放射物质
2011年3月，日本发生的里氏9级大地震及随之爆发的海啸导致福岛第一核电站核泄漏事故，引起全世界对核电安全性的再度审视。福岛核电站的泄漏造成了污染，然而放射性污染很难消除，射线强度只能随时间的推移而衰减，这让许多人对放射性物质更加敬畏起来。在现代社会中，放射性物质广泛存在，危害着动植物的生存。
日前，美国莱斯大学和俄罗斯莫斯科国立罗蒙诺索夫大学的研究人员发现，氧化石墨烯具有非凡的吸附能力，能够快速除去污染水体中的放射性物质。科学家确定，原子厚度的氧化石墨烯片能快速地吸附在天然和人造的放射性核素上，并凝结成固体。在此项研究中，研究人员主要致力于去除锕系元素和镧系元素等放射性同位素。研究人员还强调，捕获放射性核素并不会减弱它们的放射性，而是使其更易被处理。以福岛核电站附近的区域为例，可通过将氧化石墨烯添加到以离子状态存在的放射性物质溶液中，得到固体的核物质，并对其进行焚烧。低成本和可生物降解的特质也使氧化石墨烯成为了渗透性反应墙技术的合适之选，这对于原位地下水的修复而言具有相当的意义。
据物理学家组织网1月8日报道，美国莱斯大学和俄罗斯莫斯科国立罗蒙诺索夫大学的研究人员发现，氧化石墨烯具有非凡的吸附能力，能够快速除去污染水体中的放射性物质。相关研究报告发表在近期出版的英国皇家化学学会《物理化学·化学物理学》杂志上。
科学家确定，原子厚度的氧化石墨烯片能快速地吸附在天然和人造的放射性核素上，并凝结成固体。这种片能够溶于液体之中，也能轻易地大批量生产。氧化石墨烯会在导入模拟核废物的数分钟内凝固，迅速聚集最致命的毒素废物，这一过程也将跨越多个pH值。
在此项研究中，研究人员主要致力于去除锕系元素和镧系元素等放射性同位素。也就是从液体中而非固体或气体中除去元素周期表中的30个稀土元素。虽然这些同位素并不亲水，但却可以隐匿于水中。而从人类健康和环境保护角度来看，这可谓是它们最不受欢迎的聚集地。
事实上，天然生成的放射性核素也不怎么受欢迎，因为压裂流体会在钻井过程中将它们带到表层。当地下水也从钻井中流出，且放射性元素超过一定水平时，就会因高温而不能再输送回土壤中。此时就需要将受污染的水体运送至其他地方进行储存和处理，随之而来的则是大笔的开销。而使用氧化石墨烯能快速过滤放射性污染物，显著降低水力压裂法等油气回收方式的成本，对清理福岛核电站等区域的污染水源大有裨益。此外，采矿业也将收获潜在的利益。基于对环境的担忧，美国之前基本中断了稀土金属的开采，而其对于手机制造而言十分重要。
虽然氧化石墨烯的较大表面积决定了其吸附毒素的能力很强，但吸收速度之快仍出乎科研人员所料。这一速度具体由污染物的构成所决定。对此，科学家以包含铀和钚的模拟核废物以及钠和钙等可负面影响氧化石墨烯吸收效应的物质进行了测试。即使如此，氧化石墨烯也被证明效用要明显优于膨润土和活性炭等常用的核清理剂。
研究人员还强调，捕获放射性核素并不会减弱它们的放射性，而是使其更易被处理。以福岛核电站附近的区域为例，可通过将氧化石墨烯添加到以离子状态存在的放射性物质溶液中，得到固体的核物质，并对其进行焚烧。在此过程中，氧化石墨烯会快速燃烧，仅剩下块状的放射性物质，便于重复利用。而低成本和可生物降解的特质也使氧化石墨烯成为了渗透性反应墙技术的合适之选，这对于原位地下水的修复而言具有相当的意义。
石墨烯有望治理持久有机污染物
日前，中科院合肥物质科学研究院等离子体所和中科院化学研究所合作，成功制备出分散性均匀的功能化石墨烯材料，该材料经磺酸化处理后可有效去除持久性有机污染物。
石墨烯材料具有独特的物理化学性质，石墨烯与有机污染物之间可形成非常强的络合能力，因而可以吸附有机污染物。但是由于石墨烯在溶液中易团聚，其吸附能力会因此降低。研究人员经过大量实验发现，在石墨烯表面进行磺酸基功能化处理可以提高石墨烯的分散性，进而提高石墨烯的吸附能力。这种功能化石墨烯对萘和萘酚的吸附能力达到2.4毫摩尔/克，是目前所有材料中吸附能力最高的材料。此外，对石墨烯进行氧化处理在其表面修饰含氧功能基团后，即可以很好地吸附金属离子。
值得一提的是，科研人员在制备石墨烯纳米材料研究中，利用等离子体技术可以直接在石墨表面剥离制备石墨烯，不需要化学试剂，可简化制备过程，且该过程环境友好。目前这种材料的制备成本较高，但随着技术的发展将有望降低成本，实现规模化制备。
石墨烯在水处理方面的应用取得进展
近日，美国科学家研发出一种新方法，可将净水常用的普通沙转换为“超级沙”，“超级沙”的过滤能力是普通沙的5倍，这种新型材料成本更低，非常适合落后的缺水地区。
来自美国赖斯大学（Rice University）的Mainak Majumder表示，沙子之间的缝隙很狭小，所以水中比较大的悬浮固体不能通过，由此达到净化水的目的。但是这种净化并不彻底，它不能去除水中的某些化学物质，此外，过滤速度较慢。为了攻克这一难题，Mainak Majumder及其团队使用了氧化石墨 —— 石墨在化学剥离过程中会产生具有碳原子层的氧化石墨，又被称为石墨烯。研究人员将具有很强吸附能力的氧化石墨同普通粗沙混合在水中，然后加热到105℃，待水挥发掉，就得到了这种水流通过量大、净水效率更高的“超级沙”。
实验表明，“超级沙”能有效去除水中的汞和染料分子。普通沙子一般过滤10分钟就会饱和，而“超级沙”吸收重金属可超过50分钟，净水能力提高了5倍。该项技术的另一优势是便宜。“超级沙”使用的是便宜且储量丰富的氧化石墨，且净水效果堪比活性炭，而后者因为高昂而无法被大规模应用。如果能在室温下制造，会更具成本优势。
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提要] 据物理学家组织网12月27日报道，最近，日本青山学院大学在一项研究中，首次实现了用激光操纵磁悬浮石墨烯运动，通过改变石墨烯的温度，能改变它的悬浮高度，控制运动方向并让它旋转，而且演示了阳光也能让石墨烯旋转。
据物理学家组织网12月27日报道，最近，日本青山学院大学在一项研究中，首次实现了用激光操纵磁悬浮石墨烯运动，通过改变石墨烯的温度，能改变它的悬浮高度，控制运动方向并让它旋转，而且演示了阳光也能让石墨烯旋转。这一成果对研究光驱动人类运输工具有重要意义，并有望带来一种新型光能转换系统。相关论文发表在最近出版的《美国化学协会期刊》上。
磁悬浮已证明对从火车到青蛙各种物体都有效，但至今还没有一款磁悬浮的制动器，将外部能量转化为动能。研究人员解释说，产生磁悬浮是由于物体具有反磁性，会排斥磁场。所有物质都有不同程度的反磁性，通常情况下反磁性很弱，无法让物体浮起来。只有当物体反磁性的强度超过其顺磁性（被磁场吸引），合磁力为斥力且斥力大于重力时，才可能浮起。而石墨烯就是反磁性最强的材料之一。
反磁物体的悬浮高度取决于外加磁场和材料本身的反磁性，悬浮位置则可通过改变外加磁场来事先控制。迄今为止，用外部刺激如温度、光、声音等因素改变材料反磁性，从而控制磁悬浮物体的运动，还没人能做到。
“该研究最重要的一点是实现了实时运动控制技术，首次无需接触而推动一个悬浮着的反磁物体。”论文合著者、青山学院大学教授安倍次郎（音译）介绍说，“由于该技术简单而且基本，预计它能用于日常生活的许多领域，比如运输系统、娱乐活动、光照制动器以及光能转换系统等。”
实验中，研究人员演示了用激光控制温度，使一小片磁盘状的石墨烯悬浮在一块钕铁硼（NdFeB）永磁铁的上方。石墨烯的悬空高度会随着温度升高而下降，反之亦然。研究人员解释说，改变温度会改变石墨烯的磁化率，或它被外加磁场磁化的程度。在原子尺度，是激光的光热效应增加了石墨烯中热激电子的数量，热激电子越多，石墨烯的反磁性就越弱，从而悬浮的高度就越低。
把激光瞄准石墨烯盘片中心可以控制高度，瞄准边缘能让它运动和旋转。因为改变温度分布会改变磁化率分布，使石墨烯在磁场中受到的斥力不均衡，从而沿着与光束运动相同的方向运动。他们设计的旋转装置放在阳光下也会旋转，转速超过200转/分钟。这对开发光驱动涡轮非常有用。
研究人员预测，放大这种激光控制磁悬浮运动的能力，有望推动磁悬浮制动器、光热太阳能转换系统的发展，还可用于低成本的环保发电系统、新型光驱运输系统等领域。
安倍说：“目前，我们正计划开发一种适合该系统的磁悬浮涡轮叶片。其中可能会有摩擦力破坏旋转，因此我们想用一种与MEMS（微机电系统）有关的技术，开发出高效的光能转换系统。在制动器方面，磁悬浮石墨烯能运输近乎它本身重量的任何物体。如果能成功放大这一系统的话，用来开发个人交通工具就不是梦。”
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激光操纵磁悬浮石墨烯首实现 未来运输或“光驱”
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本报讯（记者常丽君）据物理学家组织网1月14日（北京时间）报道，一个由英国曼彻斯特大学和法国艾克斯—马赛大学人员组成的研究小组，开发出一种新型的等离子超介质探测设备，利用了奇点光学中超常相位拓扑的性质，能通过简单的光学系统就看到单个分子，并在几分钟内分析出它的成分，药物检测精确度提高了3个数量级，可用于人体药检、机场安检、爆炸物探测等。相关论文发表在最近出版的《自然·材料》上。
“该设备的总体设想是要通过一种简单的光学系统，如显微镜，来看到单个分子，真实地看到它们。”领导该研究的萨沙·格里乔科说。他提出了一种新的传感设备：一种具有黑暗拓扑性的人造材料。这种设备极其灵敏，而其灵敏性是来自它的光相位拓扑性能，即使附着一个小分子也能引起反应。
奇点相位的超常性质是研究许多重要物理现象的关键，通过控制光相位，人们能造出“扭曲的”光子流，如光涡流结；打断相位使之分离，就会产生奇点光场。而等离子超介质经过恰当设计就会显出一种拓扑性，从而在其附近产生突然的相位改变。利用这一性质能造出一种等离子共振传感器，从根本上提高探测的灵敏度。
为了测试该设备，研究人员给一种等离子超介质涂了一层石墨烯，然后将氢气导入石墨烯上面，利用可逆的石墨烯氢化反应来测试其灵敏度。“石墨烯是用于检测分子灵敏性的最佳材料之一，可以很容易地把氢分子以可控的方式附着在上面。”格里乔科说，他们证明了该设备能探测到单个生物分子水平。通过验血可以检测人体内的毒素或药物，几分钟就能出结果，精确度比现有设备高出3个数量级。
研究人员指出，这一概念性论证结果提供了一种更简单的、可升级的单分子免标记生物感测技术，使药物检测更加快捷精确，可用于检查运动员是否服用了违禁药物以及机场或机密要地的安检，预防恐怖分子藏匿爆炸物、不法商贩走私药物等，还可能探测人们感染了哪种病毒。
格里乔科说，奇点光学是一门新兴学科，研究的是光在超常相位的性质，他们的成果显示了这一学科在实际应用方面的巨大价值。这只是个开始，它可能对药物与病毒探测、安全检查等产生深远影响。
总编辑圈点：
童话《豌豆公主》里，隔着十二张床垫和二十张鸭绒被，公主仍然能感觉出一颗豌豆的凹凸。英、法科学家开发的新技术，让仪器也具备了这样的灵敏度——增加一个分子，仪器就能察觉出“凹凸”。超级材料石墨烯，相当于一张平滑的床垫，为检测提供了纯净的光学背景，使微小形状的干扰也变得很显著。依靠新开发的这种精密探测手段，今后的医学检测可能不必借助生化试剂，直接“看”到病毒的模样，这将方便医生的快速诊断。
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0510连扳 503能涨5个点
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本报讯 (记者 张亦筑)你想用上屏幕可以来回弯曲折叠的手机吗?采用石墨烯材料,就可能变成现实。采用可折叠屏幕后,即使手机屏变得更大了,但携带起来还是很方便。1月22日,记者从中科院重庆绿色智能技术研究院(简称中科院重庆研究院)了解到,该院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,这样的大尺寸,达到了国内最高水平。它或将为我们的手机、电脑等电子产品带来一场革命。
世界上最薄的纳米材料,透光性好,能折叠
据介绍,石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,可以作为制备新型触摸屏的核心部分――透明电极的材料。
与现有手机触摸屏材料相比,石墨烯优点更多,被认为是目前世界上最薄、几乎完全透光、强度也最大的材料。
它究竟薄到哪种程度?中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞解释,石墨烯只有0.34纳米厚,粗略估计一下,一根头发丝的直径,大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度,所以用肉眼是看不见它的。它自身只吸收约2.3%的光,能够做到几乎完全透光,让触摸屏亮度更好,同时,还能保证很高的电导率,这对于过去那些触摸屏材料来说,是难以同时解决的。“过去认为钻石热导率最高,但是石墨烯是它的2倍。”
值得一提的是,石墨烯还具备很好的柔性,也即是说,它在一定程度上可以弯曲折叠,不会对屏幕造成损害。
“从这些优点来看,石墨烯特别适合在电子信息产业中应用。像IBM、三星这些大企业,都相当关注它的发展。”史浩飞说。
成功制备7英寸的石墨烯触摸屏
据悉,自2004年被发现以来,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,让石墨烯应用于透明电极中,一直困扰着很多研究者。
“如果电阻触摸屏要采用这种材料,需要先在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,才能进行应用。”史浩飞告诉记者,这就相当于在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜,要让它平平整整且完好无损,难度特别大。
据介绍,通过“石墨烯透明电极关键技术”研究,他们采用工业原料如塑料、液态苯等作为有效碳源,在300℃的低温下生长出高质量的石墨烯。
目前,中科院重庆研究院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯,并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面,并且通过进一步应用,还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。
在中科院重庆研究院的实验室里,记者看到,研究人员将石墨烯触摸屏贴在一台普通笔记本电脑的显示屏上,调试完毕后,用手写笔就能轻松地在屏幕上写字。
力争一年内实现产业化,年产量达上百万片
如果用石墨烯透明电极替代目前市场上应用最广的ITO透明电极等产品,其成本和价格会不会很高?
史浩飞介绍,由于自然界碳元素含量丰富,不需要像其他透明电极一样用到稀有金属、贵金属等,所以原材料成本更低。如果实现了批量化生产,其价格会很有竞争力,甚至比现有产品更便宜。
据了解,2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片,产值将超过130亿美元。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。这为石墨烯的应用提供了广阔的市场。
目前,中科院重庆研究院正在与广东地区的风投机构商谈,力争让石墨烯在一年内实现量产。届时,其年产量预计将达到上百万片。
他表示,石墨烯的应用,将给我们的手机、平板电脑带来较大的变化。“如果手机、平板电脑上的其他部件和材料也得到相应改进,也许未来5-10年,手机、电脑的显示屏就可以真正实现可折叠。”
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中国宁波网讯 石墨烯项目有了最新进展，记者昨日从2012中国(宁波)新材料与产业化国际论坛———新材料与产业化创新创业研讨会上获悉。
昨日研讨会上，中科院宁波材料所留美博士刘兆平介绍说，目前中试生产线上的石墨烯材料已被越来越多的厂家应用，而今年9月全球第一条石墨烯生产线在慈溪慈东滨海区开工建设后，目前各项工作正在紧锣密鼓地进行中，按照计划，明年8月份，项目就可投产。
2008年10月，从美国纽约州立大学博士后毕业的刘兆平，应聘进入中科院宁波材料所，领衔攻关制备石墨烯的新技术。2011年7月，刘兆平团队设计建成了年产30吨的石墨烯中试生产线，石墨烯的制造成本降低，仅需要每克3元。“这意味着石墨烯项目可以走向产业化，成为大量供给的工业原料。”刘兆平说，石墨烯运用到锂离子电池、塑料、橡胶等产品，能较现有商品提高电池充电速度和蓄电能力、电池寿命及安全性能。据保守估计，这种材料仅替代市场的潜力就有数十亿甚至上百亿元。两个月后，在2011中国科技创业计划大赛上，“石墨烯产业化技术”项目获得海外人才创业特别奖一等奖。
今年的4月10日，慈东滨海区管委会与上海南江集团控股的宁波墨西科技有限公司开始接触，为石墨烯生产基地选点考察，并积极洽谈，半个月后双方达成初步投资意向。9月，全球第一条石墨烯生产线终于在慈东滨海区开工建设。据刘兆平透露，按照计划，明年8月份，项目就可投产。
尽管项目还没有正式投产，但是眼下，由刘兆平团队于去年设计建成的年产30吨的石墨烯中试生产线却成了下游厂家们的香饽饽。“锂电企业、高分子企业、橡胶、油墨涂料企业都找上了门，一家生产电动自行车电池的厂家专门做了测试，使用石墨烯后，电池的使用时间提高了50%。”刘兆平说。
对于石墨烯项目的应用如此之广，有些出乎刘兆平的预料。“石墨烯作为一种基础材料，都知道它的应用领域非常广泛，但没想到的是，很多我们没看到的市场领域，都有石墨烯的用武之地。”
用途
可造纸片一样的超轻型飞机
“石墨烯”这名字挺专业，其实跟市民生活息息相关。
它是从石墨材料中剥离出来的、由碳原子组成的二维晶体，2004年才被英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现，2010年，两人以此获得当年诺贝尔物理奖。
它是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料，而且结构非常稳定，柔韧性很好，同时也是目前已知导电性、导热性最出色的材料。其导电性优于金属银和铜，强度是不锈钢的100倍，导热性是铜的10倍，电子迁移率是商用硅的100倍，透光能力强。
因为这些强大的功能，石墨烯用途非常广泛，不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机，还能做出超坚韧的防弹衣。
在晶体管、触摸屏、基因测序等领域，石墨烯也大有用武之地。如果平板电脑的处理器采用石墨烯材料来制造，可以3个月都不用充电。石墨烯运用到锂离子电池、导电／抗静电塑料、橡胶、导电墨水等产品，能较现有商品提高电池充电速度和蓄电能力、电池寿命及安全性能。
正是因为这些优越的特性，目前，石墨烯已成为全球最热门的新材料之一。
幕后
2亿元！刷新宁波技术转让纪录
刘兆平在石墨烯项目上倾注了所有心血，为此，他还给自己刚出生的女儿取名“刘墨希”。
2011年7月，刘兆平团队成功研制出了石墨烯产业化制备技术，这也是世界上第一条真正实现规模化、低成本制备高品质石墨烯的生产线，也标志着宁波石墨烯技术已经达到了国际领先水平。
宁波材料所的石墨烯产业化技术，在国内外引起了不小的震动。石墨烯项目的市场价值，也由实验阶段的几千万元提升到上亿元。
“当时宁波不少民企跟我接触后，对方虽然对石墨烯的市场前景很看好，但是觉得这个技术还在实验阶段，距离市场化还有距离，在谈到具体的投资合作时都非常谨慎。”刘兆平昨天向记者回忆说。
而此时，外地的投资机构显示出了很多的合作意愿，尤其是今年3月，上海南江集团代表来宁波考察了石墨烯中试线，发现这是一个非常好的高新技术项目，当场就决定投资这个项目。
仅仅过了5天，南江集团就与中科院材料所签订了框架协议，当天把4000万元保证金汇到宁波。
今年4月，双方签署协议，南江集团为取得制备技术，需要向中科院宁波材料所支付2亿多的技术转让费，双方还签约合资成立宁波墨西科技有限公司，据了解，此前，宁波的技术转让费的最高纪录仅为2500万元。
而此时，慈东滨海区管委会与宁波墨西科技有限公司开始接触，为石墨烯生产基地选点考察，并积极洽谈，半个月后双方达成初步投资意向。
此后，滨海区管委会开通“绿色通道”，办理公司登记注册，并免费为该项目提供临时筹建处。经过5个月时间的筹备，今年9月，全球首条石墨烯生产线在慈东滨海区正式开工建设，石墨烯项目一期投资2.1亿元，年产石墨烯300吨。(记者徐文燕通讯员张力拉)
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本报讯（记者张巍巍）据物理学家组织网1月23日（北京时间）报道，英国曼彻斯特大学的科研人员设计出一种新型石墨烯晶体管，在其中电子可借助隧穿和热离子效应，同时从上方和下方穿越障碍，并在室温下展现出高达1×106的开关比率。
石墨烯晶体管获得较高的开关比率一直难以实现，而有了高开关比，以及其在柔性、透明基板上的操作能力，新型晶体管能够在后CMOS设备时代占有一席之地，并有望达到更快的计算速度。相关研究发表在近期出版的《自然·纳米技术》杂志上。
石墨烯晶体管多具有三明治结构，以原子厚度的石墨烯作为外层，而以其他超薄材料作为中间夹层。这些中间层可以囊括多种不同材料。在此次的研究中，科学家使用二硫化钨（WS2）作为中间层，其能够作为两个石墨烯夹层之间原子厚度的壁垒。与其他壁垒材料相比，二硫化钨的最大优势在于，电子可借助热离子运输方式从上方越过障碍，也可利用隧穿效应从下方穿过障碍。处于关闭状态时，极少电子能借助上述方式穿越障碍，但当调至开启状态时，电子既能选用一种方式逾越壁垒，亦能同时选择两种方式以实现类似效果。
开关间切换将改变晶体管的栅电压。负栅电压将形成关闭状态，因为其将增加隧穿障碍高度，因此几乎没有电子能够越过壁垒。而正栅电压能通过降低隧穿障碍的高度使晶体管转换至开启状态。同时，如果温度足够高，亦可借助热离子电流从上方越过壁垒。在低电压和低温的情况下，隧穿电流与电压呈线性关联。但当处于高压下时，隧穿电流会随电压呈现指数增长，此时热离子电流就会成为主要的传输机制。
利用上述特质和二硫化钨壁垒材料，新晶体管成为目前性能最佳的石墨烯晶体管之一。此外，由于仅具有几个原子层的厚度，新型晶体管能够耐受弯曲，未来更有望应用于柔性、透明电子设备的制造，成为后CMOS设备时代的有力备选。
总编辑圈点
人人都说电子领域里，石墨烯是硅的接班人，但想要进入实际应用的石墨烯，还需大幅提高其开关比。某种角度来看，这似乎不是个难事——电子在石墨烯中的移动速度本来就比硅快，即使不优化设计，石墨烯晶体管的速度也是硅的两倍还多。但在工艺和技术上，却远没那么轻松，不存在能隙的石墨烯晶体管一直以来都只有很小的开关比。亦因此，曼彻斯特大学此次实现的高开关比更显意义非常，尽管其性能或许离人们的预想值还有段距离，但正以井喷势头提升的数字，昭示着一个石墨烯器件时代，为期不远。
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石墨烯用途：
1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料，这种特性尤其适合于高频电路，石墨烯将是硅的替代品，可用来生产未来的超级计算机，使电脑运行速度更快、能耗降低。
2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来，那时卫星就成了有线的风筝，科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料，这就是石墨烯。
3、可作为液晶显示材料。石墨烯是一种“透明”的导体，可以用来替代现在的液晶显示材料，用于生产下一代电脑、电视、手机的显示屏。
4、制造新一代太阳能电池。石墨烯透明导电膜对于包括中远红外线在内的所有红外线的高透明性，是转换效率非常高的新一代太阳能电池最理想材料。
5、制造光子传感器。去年10月，IBM的一个研究小组首次展示了他们研制的石墨烯光电探测器。
6、制造医用消毒品和食品包装。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。利用石墨烯的这一特性可以制作绷带，食包装，也可生产抗菌服装、床上用品等。
7、创制“新型超强材料”。石墨烯与塑料复合，可以凭借韧性，兼具超薄、超柔和超轻特性，是下一代新型塑料。
8、石墨烯适合制作透明触摸屏、透光板。
9、制造晶体管集成电路。石墨烯可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。
10、制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，具有军事用途。
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