携帯電話を時計のように手首に装着できますか？

スマートフォンを見たことがありますか？

もちろんそう言わなければなりません！そんな普通のこと！それは単なる四角形ですが、厚いものもあれば薄いものもあり、明るい画面を指でタップすることでさまざまな操作を行うことができます。

手首に装着できるスマートフォンを見たことがありますか？

何？不可能！携帯の画面が曲がって、間違いなく壊れます！

はっ、不可能が可能になった！魔法の素材であるグラフェンのおかげで、携帯電話の画面は非常に柔らかくなり、曲げても時間やテキストなどのコンテンツを表示できるため、携帯電話を時計のように手首に装着できるようになります。

グラフェンとは何ですか?

グラフェンは炭素材料ファミリーの新しいメンバーです。その「体」の中には、六角形のハニカム状に密集した炭素原子が存在します。グラフェンは2004年に発見され、その発見者は2010年にノーベル物理学賞を受賞しました。

グラフェンの何が特別なのでしょうか?

グラフェンは薄いです。厚さはわずか原子1個分で、普通の紙の約10万分の1の厚さです。鉛筆で紙に書くと、残った鉛筆の跡には何百層ものグラフェンが含まれていることがあります。

グラフェンは非常に「強く」、非常に硬いです。その強度は鋼鉄の 100 倍にもなり、特定の条件下では硬度はダイヤモンドに匹敵します。

グラフェンは驚くべき耐荷重能力を持っています。猫のひげと同じくらいの重さのグラフェンフィルム 1 層で、猫全体の体重を支えることができます。

グラフェンも非常に柔らかいです。自由に曲げても元の構造を維持できるため、グラフェンで作られた柔軟なスクリーンにより、携帯電話を時計のように手首に装着できます。

グラフェンは現在、世界で最も優れた電気伝導性を持つ材料であり、「電子ハイウェイ」として知られています。グラフェンは独特の構造をしているため、電子はグラフェン内で非常に高速に「走行」することができます。一瞬のうちに、電子は 1,000 キロメートルを「走行」します。グラフェンのこの能力はシリコン材料の能力をはるかに上回るだけでなく、金属銀を「瞬時に殺す」こともできます。一部の科学者は、これがチップの主流材料としてシリコンに取って代わるだろうと考えています。

グラフェンは熱伝導性にも優れています。その熱伝導率は一般的な金、銀、銅の10倍以上です。

グラフェンがこれほど人気が​​あるのは、まさにこうした数多くの「特別な特徴」があるからです。機能性衣料、放熱材（携帯電話）、電池、コーティング、潤滑剤、チップ、航空宇宙機器に至るまで、グラフェンは私たちの生活のあらゆる側面に登場しています。

グラフェンは発見されて以来、世界中の科学者の注目と熱意を集めてきました。 「新素材の王様」とも呼ばれています。誰もがこの分野で主導権を握りたいと考えており、中国の科学者が遅れをとることは当然ないだろう。

2018年、世界最大のグラフェン研究開発機関である北京グラフェン研究所が、院士の劉忠帆によって設立されました。劉中帆氏のリーダーシップの下、北京グラフェン研究所は、わが国におけるグラフェンの研究と応用の「先駆者」となるという独自の目標を設定しました。

これはかなり大きな目標ですね！これをどうやって行うのでしょうか?

「まず、好奇心を持ち続けること。次に、忍耐と根気強さを持ち、失敗しても簡単に諦めないこと」と劉中帆さんは語った。

劉忠帆は幼い頃から好奇心旺盛な子供でした。彼はいつも本で読んだことを自分で実験したいと思っていました。例えば、彼はピーマンやナスに音楽を聞かせて、それが本当に成長に役立つかどうかを調べようとしました。彼は、生水よりも沸騰した水の方が土地を灌漑するのに適しているかどうか確かめるために、沸騰した水を使って土地を灌漑しようとしました...

劉忠帆は成長するにつれて、好奇心も高まり続けました。彼はグラフェンの研究に没頭し、それを貫きました。同氏は「私はグラフェン以外のことは何もやらない。そして前進し、『有用かつ実用的』なグラフェンを作り続ける」と語った。

1993年、8年間の留学生活を終えた劉忠帆は、指導者から寄贈された60箱以上の器具や設備を携えて中国に戻り、北京大学に自身の研究室を設立した。彼は毎日一番最初に研究室に来て、夜は最後に帰ります。彼は季節に関係なく熱心に働きます。

「一つのことをうまくやり、それを極限までやり、他の人にはできないことをやりなさい！」これは劉仲帆が常に主張してきたことだ。

この粘り強さにより、劉中帆氏と彼のチームはついに世界で初めてグラフェンとガラスを組み合わせた「スーパーグラフェンガラス」を開発しました。彼らは、現在我が国でのみ習得されている技術を使用して、ガラス上に直接グラフェンを成長させています。このように、もともと透明なガラスは、グラフェンの「結合」により、光を透過し続けるだけでなく、熱と電気を伝導することもできるため、携帯電話のタッチスクリーン、プロジェクタースクリーン、スマートウィンドウ、透明ラジエーターの製造に最適です。

しかし、劉中帆氏の目には、グラフェンにはまだ開発されていない大きな可能性があると映っている。では、グラフェンに欠かせない用途、いわゆる「切り札」の用途をどう見つければよいのでしょうか。学者の劉忠帆は今も探求を続けています。

出典：重慶市産学研協力推進協会

著者：潘福生、中国工程院院士、重慶大学教授、重慶科学技術協会会長

レビュー専門家：重慶科学コミュニケーション専門家グループ主任専門家、重慶電子工学専門学校教授、茅毅氏

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