2004年，兩位俄裔英籍科學家將石墨烯成功從石墨中分離。石墨烯集合世界上最優(yōu)質(zhì)的各種材料品質(zhì)于一身。石墨烯無疑是過去十年，乃至未來幾十年，所有材料“明星”中最耀眼的一顆。如果說20世紀是硅的世紀，神奇的石墨烯則是21世紀新材料的寵兒。
早在去年，泰州巨納新能源有限公司就研制出了全球首臺商用石墨烯飛秒光纖激光器。同時該激光器還創(chuàng)造了脈沖寬度最短（105fs）和峰值功率最高（70kW）兩項石墨烯飛秒光纖激光器世界紀錄。
在飛秒光纖激光器領(lǐng)域，石墨烯被認為是取代SESAM的最佳材料。2010年諾貝爾物理學獎獲得者撰文預(yù)測石墨烯飛秒光纖激光器有望在2018年左右產(chǎn)業(yè)化。要實現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化，需要解決高質(zhì)量石墨烯制備、大規(guī)模低成本石墨烯轉(zhuǎn)移、石墨烯與光場強相互作用、石墨烯飽和吸收體封裝以及激光功率穩(wěn)定控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)。泰州巨納新能源有限公司經(jīng)過多年持續(xù)研究，成功攻克了這些關(guān)鍵技術(shù)，率先實現(xiàn)了石墨烯飛秒光纖激光器的產(chǎn)品化，主要性能指標均高于同類產(chǎn)品，具有很高的性價比和很強的市場競爭能力。
近日，澳大利亞莫納什大學的科學家研發(fā)出了全球首個完全由碳基材料制成的等離子激光器。
等離子激光器的大名叫表面等離子體激元納米激光器（spaser），實際上是一種高效的納米光源。它能夠通過自由電子的振動發(fā)出光束，而不像傳統(tǒng)激光器那樣需要電磁波和占用巨大的空間。傳統(tǒng)激光器的運行需要放大光子，而等離子激光器則是通過放大表面等離子體。等離子體的運用能夠使其突破傳統(tǒng)激光器的限制，速度更快、體積更小，讓超高分辨率成像和微型光學電路成為現(xiàn)實。有研究稱，這種電路比目前最快的硅基電路還要快上百倍。
負責此項研究的莫納什大學電子和計算機系統(tǒng)工程學院（ECSE）博士蓋魯帕辛哈稱，目前傳統(tǒng)的等離子激光器大部分由金、銀等金屬納米顆粒和半導(dǎo)體量子點制成，而他們的設(shè)備則由石墨烯諧振器和碳納米管增益元件組成。
據(jù)劍橋知識產(chǎn)權(quán)公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2013年5月，全球已經(jīng)獲批和正在申請的石墨烯專利共計9218項，專利申請數(shù)量在過去5年更是增加了4倍；自2004年開始，石墨烯領(lǐng)域的相關(guān)研究論文呈指數(shù)上升趨勢，迄今論文總數(shù)已超過2萬篇，僅2012年一年就超過了6000篇。
由此可以看出石墨烯對于科技行業(yè)而言似乎是能夠創(chuàng)造未來奇跡的福音，但你不知道的是這種材料對環(huán)境，甚至對人類的身體可能都是不太好的。
在談到石墨烯的時候，大部分人都會相當興奮，比如僅原子的厚度，這種材料很輕很牢固，富有彈性，對于熱和電也具有良好的傳導(dǎo)性。這些特性都令其具備掀起科技革命的潛力，所以很多人將之稱作奇妙的材料。
不過實際上石墨烯自首次在實驗室中分離出來到現(xiàn)在也已經(jīng)有10年時間了，研究人員和整個行業(yè)似乎都還沒有意向真正將之帶出實驗室，做大規(guī)模商用，而且據(jù)說用于這種材料潛在負面影響研究的費用也不是很多。
近來最新的兩項研究似乎對石墨烯而言不是很好的消息。其一，布朗大學的生物學者、工程師和材料科學家團隊檢測了這種材料對于人體細胞的潛在毒性。他們發(fā)現(xiàn)石墨烯納米粒子的鋸齒邊緣非常鋒利和強勁，能夠輕易穿刺入人類皮膚以及免疫細胞的細胞膜，就像上圖展示的那樣，可見石墨烯確實對人類和其他動物都存在潛在的嚴重危害。
這項研究的作者之一，同時也是工程學教授的Robert Hurt就說：“這些材料可被無意吸入，或者故意注入以及作為新型生物醫(yī)學技術(shù)的組件植入人體，所以我們需要了解它們在體內(nèi)和細胞會產(chǎn)生怎樣的互動?！?
另外一項研究則由加利福尼亞大學的研究團隊發(fā)起。伯恩斯工程學院（Bourns College of Engineering）在研究中發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯納米粒子如果找到進入地表或地下水資源的方式，就能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響。團隊研究了含絕少有機物的地下水資源，這些水的硬度偏高，氧化石墨烯納米粒子在這樣的環(huán)境下會變得不穩(wěn)定形成沉淀。
不過在如湖泊、河流之類的地表水，有機物含量相對較多，水硬度更低，這些粒子就更加穩(wěn)定能夠漂流向更遠的地方，也會流往地下。所以這種納米粒子的泄露就有可能對有機物、植物、魚、動物和人類造成危害。受影響的區(qū)域很快就會擴散。發(fā)表論文的聯(lián)合作者Jacob D.Lanphere表示：“今天的情況和30年前化學品和藥品充斥我們周圍的情況相似。我們還不知道這些工程納米材料在進入到地下或者水里面以后將會發(fā)生什么。所以我們需要主動研究，我們需要數(shù)據(jù)來確認未來的科技是否能夠應(yīng)用這樣的材料。”
當前，材料安全數(shù)據(jù)表（Material Safety Data Sheet）有關(guān)石墨烯的行業(yè)應(yīng)用仍是不完整的。上書這種材料對于皮膚和眼睛，以及對于呼吸和攝取都存在潛在的危害與刺激。暫時沒有信息表明這類物質(zhì)是否存在致癌風險或者是潛在的發(fā)育毒性。
上面所說第一項研究的科學家就指出，石墨烯的開發(fā)仍處在初級階段，并且作為一種人造材料，現(xiàn)在這個時期正是我們測試和了解其潛在危害的好機會。在石墨烯真正開始在我們的生活中越來越廣泛存在之前，我們還有數(shù)年時間做進一步研究。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)就是要解決其安全性問題，讓石墨烯對我們自身和我們的星球而言都盡可能變得安全。
電池網(wǎng)微信
