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以下是人教版九年级第十课第一框题《正确对待理想与现实》的主要内容。★给理想插上翅膀在我们为实现共同理想而奋斗的过程中,每个人心中还有自己的理想。这些理想是我们在学业成就、未来职业、道德人格甚至家庭生活方面的追求目标,代表着我们对生命的一种盼望,反映了我们对生活的积极态度。人生,就是立足现实,不断追求各种具体理想的历程。人生需要理想。理想就像罗盘,引导人生航船的方向;理想就像航船,一程一程向前推进,不断驶向幸福的彼岸。理想总是指向未来,表现为奋斗目标,对人的行为有导向、驱动和调控作用。如果缺乏理想就会缺少一种稳定、持久的内在激励,容易受到各种干扰;如果缺乏理想,我们的学习与生活就会缺少前进的动力,甚至迷失方向。在人生发展过程中,理想激励着我们不断超越自己,让我们充满了实现自身价值的喜悦,使我们的人生充满幸福。亿万人民在追求自己的理想,特别是追求美好社会理想的过程中,推动着社会向前发展。★通向理想之路我们都希望实现自己的理想,但由于自身条件和外在环境的局限,理想和现实之间总会有些差距。要实现自己的理想,我们应该做些什么呢实现理想,需要对人生做出规划。这个规划要尽可能长远,这样我们就不会在某个阶段找不到目标而迷失方向;这个规划还要尽可能具体,可以把它划分为若干个阶段性目标,这样一步步付出努力.理想就不会仅仅是我们美好的愿望。著名的科学家杨振宁赴美留学时,立志要写一篇实验物理论文。他先来到艾里逊实验室,不久艾里逊实验室传出笑谈:“凡是有爆炸(出事故)的地方一定有杨振宁!”被誉为氢弹之父的泰勒博士一直关注着杨振宁的学术研究,他直率地对杨振宁说:“我认为你不必坚持一定要写一篇实验论文。”杨振宁认真地思考了半天,最后,他不得不痛苦地承认,自己的动手能力确实不强。杨振宁最终接受泰勒的建议,放弃写实验论文的打算。做出这个决定之后,他如释重负,毅然把主攻方向转向理论物理研究。从此,他踏上了一条成为物理学界的一代杰出理论大师的道路。◎如果杨振宁不放弃做实验论文的初衷,结果可能会怎样我们的具体理想不是一成不变的,而是发展变化的。有时我们需要根据自己的能力、兴趣等现实情况对自己的理想进行适当调整,以缩短理想与现实之间的距离,促进理想的实现。理想可以有很多,但通向理想的道路只有一条,那就是脚踏实地、全力以赴。我们要不断增强自身能力,提高自身素质;还需要不屈不挠、坚持不懈……阅读上述教材内容,完成下列教学设计:(1)设计本课题的教学目标。(2)分析本课题的教学重点及其理由。(3)设计本课题的教学导入。
我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”
读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。
“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。
自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。
或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。
对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。
基础物理学家选择探求的美是()。
A.日常生活中依赖心理和文化的直觉认识
B.物理学家在审视自然时所用的美学体系是古希腊人的古典建筑美
C.图形的对称性
D.激起审美感受的描述自然的方程

阅读下面的文字,回答36—40题。

我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”

读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。

因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。

但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。

36.基础物理学家选择探求的美是()。

A.日常生活中依赖心理和文化的直觉认识

B.物理学家在审视自然时所用的美学体系是古希腊人的古典建筑美

C.图形的对称性

D.激起审美感受的描述自然的方程

我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”
读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。
“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。
自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。
或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。
对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。
下列推断与作者本意相悖的是()。
A.对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念
B.几何图形在某些操作下保持不变性,这个几何图形就具有对称性
C.正方形的对称性比圆的高
D.矩形的对称性比正方形的还要低
我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”
读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。
“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。
自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。
或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。
对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。
按原文的意思,作者将对称等同于美是因为()。
A.圆在绕它的中心旋转时是不变的
B.圆具有更高的对称性
C.按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述
D.对称性图形更能让人愉悦
我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”
读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。
“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。
自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。
或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。
对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。
作者没有肯定的观点是()。
A.物理学家已经发现了某些奇妙的东西
B.物理学家研究自然定律中展示的一种设计美
C.物理学家审视自然时所用的美学体系是从朴素的几何确定性中吸取精髓的
D.物理学是具有精确的预言性,而不适于审美沉思的科学

阅读下面的文字,回答36—40题。我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。” 读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。 “美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。 自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。 或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。 对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。

第36题:

基础物理学家选择探求的美是()。

A.日常生活中依赖心理和文化的直觉认识

B.物理学家在审视自然时所用的美学体系是古希腊人的古典建筑美

C.图形的对称性

D.激起审美感受的描述自然的方程

我和我在基础物理学界的同事们是爱因斯坦的理性的后继者,乐于自认为我们是在探求美。有些物理方程丑得让人不愿多看一眼.更不用说把它们写下来了。毫无疑问,终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙!我们宣称,如果有两个都可用来描述自然的方程,我们总要选择能激起我们的审美感受的那一个。“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”这就是基础物理学家们的呼声。”
读者也许会把物理看成一个具有精确预言性而不适于审美沉思的科学。其实,审美事实上已经成了当代物理学的驱动力。物理学家已经发现了某些奇妙的东西:大自然在最基础的水平上是按美来设计的。我希望与你们分享的正是这种奇妙的感受。
“美”一次被赋予了一定的内涵。在日常生活中,我们对美的感受是依赖于心理、文化、社会甚至常常是生理等因素的。物理学显然不会关心这一类的美。
自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美。因强调几何对称,这种美在一定程度上使我们想到了古典建筑。物理学家在审视自然时所用的美学体系也是从这种朴素的几何确定性中吸取精髓的。请在纸上画出一个圆、一个正方形和一个矩形。快,哪一个图形更能使你愉悦?按古希腊人的观点。多数人大概会选择圆。当然,正方形甚至矩形也不会没有热忱的崇拜者。但存在一个客观的判据,它按圆形、正方形、矩形的次序来排定三种图形的名次,按此次序:圆具有更高的对称性。
或许我不该问哪一个图形更美,而该问哪一个图形的对称性更高。但是,按古希腊人对球形以及它们所构成的天体的完美性的雄辩论述,我还是要继续将对称等同于美。
对称性的精确数学定义涉及到不变性的概念。如果一个几何图形在某些操作下保持不变,就说这个图形在这些操作之下具有不变性。例如,圆在绕它的中心旋转时是不变的。作为一个抽象实体,不管我们把它转17度还是转其它角度,这个圆都不会变。而正方形就不一样,只有绕它的中心转90°、180°270°和360°时(考虑对几何图形的影响时,转360°和转0°或不转是等价的)才保持不变。矩形的对称性比正方形的还要低,只有绕它的中心转180°和360°时才保持不变。
对“让我们先来关心美吧,真用不着我们操心!”的解释不符合原文意思的一项是()。
A.基础物理学的研究者认为只要把握“美"的内涵,会用美的方程设计这个宇宙就获得了开启当代物理学的金钥匙
B.审美事实上已经成了当代物理学的驱动力
C.终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙
D.自然在她的定律中向物理学家展示的美是一种设计美
石墨烯(Graphene)是一种从石墨材料中剥离出来、由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面二维碳材料。实际上,石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。曾经,物理学家普遍认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在,石墨烯不过是一种假设性结构。受此理论影响、科学家们对从石墨中分享出单层独立存在的石墨烯持悲观态度。2004年,英国曼彻斯特大学安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的研究改变了人们的认知。他们发现了一种得到石墨薄片的简单方法——从高定向热解石墨中剥离出石墨片,将薄片的两面粘在一种特殊胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二,不断重复这样的操作,最后就得到了仅由一层碳原子构成的薄片,即石墨烯。该方法及单层石墨烯的获取震撼了凝聚体物理学界。随后三年内,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,这为石墨烯的工业化生产进一步铺垫了理论和方法道路,两人也因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。
因具备极强的稳定性、导电性、导热性和机械承受力,石墨烯是目前为止最理想的二维纳材料,被誉为“新材料之王”。在美国,2011年,IBM公司向媒体展示了其运行速度最快的石墨烯晶体管,为石墨烯芯片的商业化生产提供了方向,从而使之应用于无线通信、网络、雷达和影像等多个领域;2012年,Nanotek仪器公司开发出一种新型储能设备,可以将电动汽车的充电时间从过去的数小时缩短至不到一分钟。在中国,2014年,山西煤化所系统地研究了氧化石墨烯薄膜在炭化过程中的导热性能演变机制,并获得高性能热还原氧化石墨烯薄膜,它能够满足LED照明、计算机、卫星电路、激光武器、手持终端设备等高功率、高集成度系统的散热需求;2015年,全球首批3万部石墨烯手机在重庆发布,该手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜。在日本,2016年,日本东北大学与西班牙阿利坎特大学等组成的研究小组宣布开发出了石墨烯中孔海绵体(GMS)。这项研究解决了二维片状石墨烯结构在制成同样的多孔体时,同于会形成小断片状的构造面而产生的导电率下降的问题,还解决了大量石墨烯端部(边缘)容易腐蚀的问题,该研究成果有望构筑基于新原理的能量转换元器件。
2015年11月,某公司发布手机新品,宣称采用全新的石墨烯电池,其快充技术5分钟即可将3000mAh电池的电量充至48%。但是,有研究报告称,该手机采用的是改良的聚合物技术,并未直接使用石墨烯材料,发布新手机的公司对此也表示了认可。北京有色金属研究院的刘工程师认为,“即使电极材料中添加了石墨烯材料也不能就简单定义为石墨烯电池。现在关于石墨烯电池的新闻报道都仅限于一些皮毛,没有电池的结构和反应机理示意图,也缺乏能量密度、电压、循环寿命等具体技术参数。对于电池工业说来,没有这些信息,报道缺乏最基本的可信度,虚假夸大宣传的可能性极大。”刘工程师称:“石墨烯成本过高,本身具有纳米材料的高比表面积等性质与现在锂离子电池工业技术体系不兼容,这使得‘石墨烯电池’这个技术接近于不存在,其噱头意义远大于实用价值。”业内人士指出,制备技术难题是阻碍石墨烯实现其潜在价值的最大“拦路虎”。曼彻斯特大学的教授们首次提取出的石墨烯,是直接从石墨中剥离的,这种原始方法不可能用于大规模工业生产。此后,人们虽然通过化学气相沉积法、溶剂剥离法、液相氧化还原法等多种手段制备出了石墨烯,却在质量、成本、产率等方面各有劣势,无法实现批量生产,科学家们还在继续探寻真正适用于产业化生产的制备工艺。尽管众多上市公司纷纷涉足石墨烯领域,但真正的高端技术仍停留在实验室内,而多次被拿来炒作的“石墨烯电池”,更是被一些业内专家称为“弥天大谎”。不过,在清华大学材料学院的朱教授看来,说技术完全不存在的观点也过于绝对,“随着技术和工艺成熟,未来通过石墨烯提升电池性能是可以实现的”。中国石墨烯联盟秘书长表示,石墨烯概念股股份已经开始透支部分预期,但他依然相信随着产业化进程的加快,概念也可能变为现实。
根据材料,简述目前业内质疑石墨烯技术商业开发的主要观点。
要求:紧密结合材料,提炼观点,不超过150字。
石墨烯(Graphene)是一种从石墨材料中剥离出来、由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面二维碳材料。实际上,石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。曾经,物理学家普遍认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在,石墨烯不过是一种假设性结构。受此理论影响、科学家们对从石墨中分享出单层独立存在的石墨烯持悲观态度。2004年,英国曼彻斯特大学安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的研究改变了人们的认知。他们发现了一种得到石墨薄片的简单方法——从高定向热解石墨中剥离出石墨片,将薄片的两面粘在一种特殊胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二,不断重复这样的操作,最后就得到了仅由一层碳原子构成的薄片,即石墨烯。该方法及单层石墨烯的获取震撼了凝聚体物理学界。随后三年内,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,这为石墨烯的工业化生产进一步铺垫了理论和方法道路,两人也因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。
因具备极强的稳定性、导电性、导热性和机械承受力,石墨烯是目前为止最理想的二维纳材料,被誉为“新材料之王”。在美国,2011年,IBM公司向媒体展示了其运行速度最快的石墨烯晶体管,为石墨烯芯片的商业化生产提供了方向,从而使之应用于无线通信、网络、雷达和影像等多个领域;2012年,Nanotek仪器公司开发出一种新型储能设备,可以将电动汽车的充电时间从过去的数小时缩短至不到一分钟。在中国,2014年,山西煤化所系统地研究了氧化石墨烯薄膜在炭化过程中的导热性能演变机制,并获得高性能热还原氧化石墨烯薄膜,它能够满足LED照明、计算机、卫星电路、激光武器、手持终端设备等高功率、高集成度系统的散热需求;2015年,全球首批3万部石墨烯手机在重庆发布,该手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜。在日本,2016年,日本东北大学与西班牙阿利坎特大学等组成的研究小组宣布开发出了石墨烯中孔海绵体(GMS)。这项研究解决了二维片状石墨烯结构在制成同样的多孔体时,同于会形成小断片状的构造面而产生的导电率下降的问题,还解决了大量石墨烯端部(边缘)容易腐蚀的问题,该研究成果有望构筑基于新原理的能量转换元器件。
2015年11月,某公司发布手机新品,宣称采用全新的石墨烯电池,其快充技术5分钟即可将3000mAh电池的电量充至48%。但是,有研究报告称,该手机采用的是改良的聚合物技术,并未直接使用石墨烯材料,发布新手机的公司对此也表示了认可。北京有色金属研究院的刘工程师认为,“即使电极材料中添加了石墨烯材料也不能就简单定义为石墨烯电池。现在关于石墨烯电池的新闻报道都仅限于一些皮毛,没有电池的结构和反应机理示意图,也缺乏能量密度、电压、循环寿命等具体技术参数。对于电池工业说来,没有这些信息,报道缺乏最基本的可信度,虚假夸大宣传的可能性极大。”刘工程师称:“石墨烯成本过高,本身具有纳米材料的高比表面积等性质与现在锂离子电池工业技术体系不兼容,这使得‘石墨烯电池’这个技术接近于不存在,其噱头意义远大于实用价值。”业内人士指出,制备技术难题是阻碍石墨烯实现其潜在价值的最大“拦路虎”。曼彻斯特大学的教授们首次提取出的石墨烯,是直接从石墨中剥离的,这种原始方法不可能用于大规模工业生产。此后,人们虽然通过化学气相沉积法、溶剂剥离法、液相氧化还原法等多种手段制备出了石墨烯,却在质量、成本、产率等方面各有劣势,无法实现批量生产,科学家们还在继续探寻真正适用于产业化生产的制备工艺。尽管众多上市公司纷纷涉足石墨烯领域,但真正的高端技术仍停留在实验室内,而多次被拿来炒作的“石墨烯电池”,更是被一些业内专家称为“弥天大谎”。不过,在清华大学材料学院的朱教授看来,说技术完全不存在的观点也过于绝对,“随着技术和工艺成熟,未来通过石墨烯提升电池性能是可以实现的”。中国石墨烯联盟秘书长表示,石墨烯概念股股份已经开始透支部分预期,但他依然相信随着产业化进程的加快,概念也可能变为现实。
安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因为推翻了热力学涨落理论中“石墨烯无法存在于自然界”的传统认知而获得了2010年度诺贝尔物理学奖。