第三十七章 新材料
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花了半個小時檢查了一下三個道具之後,李同光戴上了天才頭盔。

一戴上去,腦力有一定提升,但幅度並不大。

提高效率丸+天才頭盔連1+1=2都做不到。

李同光本來以為是到極限了,突然發現自己雙開操作要更穩了。

原本他操作兩個賬號,一邊要動腦子的時候,另一邊可能就要低負荷運作一下。

但現在,兩邊可以同時高負荷運作,多線操作穩如老狗。

“總量提升了,可以讓兩個水龍頭敞開放水,但水量不能突破水龍頭輸出上限嗎.......”

李同光若有所思。

他又感覺了一下,發現注意力卻分散了一些,沒有之前那麼專注,但並非是有雜念,而是奇思妙想更多,想法天馬行空。

雜念是沒有用的垃圾,靈感則是能化作科研養分的天材地寶。

“這多半就是靈感激發了。”

李同光嘗試著把念頭收束起來。

重重雜念消失不見,重新變回專注忘我的狀態。

“還可以。”

李同光把技師手套也戴上。

實驗室有一些基礎材料。

李同光挑了一塊木頭雕刻。

他不會雕刻。

但靠著技師手套,心裡面想著什麼,就能輕鬆雕刻出什麼。

僅僅幾分鐘,李同光就雕刻出了一個藍胖子。

動手能力有了質的飛躍。

“這增幅,我現在動手和實操,要比傳說中的八級技工要強了吧。”

李同光看著木頭手辦嘖嘖有聲。

熱了熱手,玩了小半天,李同光開始幹正事——拆22世紀淨水器。

22世紀淨水器渾身沒有一絲縫隙。

但這難不倒有天才頭盔和技師手套的李同光。

幾個小時,李同光就成功把22世紀淨水器給大卸八塊。

看著裡面的構造,李同光心中瞭然:“果然。跟我想的一樣,用的就是膜分離技術,只不過這層膜使用的材料相當有意思。”

李同光把濾芯材料小心翼翼的剪裁了一點點,然後放進一旁儀器裡面進行檢測。

片刻之後,材料的分子結構出現,是一種很獨特的蜂窩狀點陣結構。

一個個碳六邊形組成的軌域呈蜂巢晶格,有一種說不出的韻味。

李同光凝視著分子結構:“碳基納米材料?有點東西啊。”

“這結構有點像石墨烯,新性質的石墨烯?”

石墨烯有很多型號,就像鋼材有不同型號一樣。

22世紀淨水器裡面的碳基納米材料,就跟普通石墨烯大不一樣。

——正常淨水器也不會用碳基材料。

淨水器濾芯使用的人工透膜一般由高分子材料。

比如醋酸纖維素類、醋酸纖維素酯類、聚乙烯類、聚碸類及聚醯胺類等製成。

一般預先製成管式、板面式、卷式、毛細管式等各種型式的膜元件,然後組裝多個元件在一起應用,以增大過濾面積並便於維修。

碳基材料雖然也有但極少。

“跟碳基材料搭檔的技術是......”

李同光開啟電腦查閱了一下,打了一個響指:“電驅動膜分離技術啊。”

這種技術現在已經有。

電驅動膜分離,是電化學與膜分離技術有機結合的一種新技術。

透過調控電場或電極電位強化膜分離效果,突破膜汙染、選擇性分離弱及trade-off效應等技術瓶頸,實現汙/廢水資源化的有效途徑。

通俗易懂的來說,就是在碳納米管導電膜上施加電壓以提高膜表面電荷密度,達到有選擇性分離的效果。

例如流動電極電容去離子,用磁懸浮液為流動電極,可以連續操作,增加了電極的吸附容量,增大了離子吸附能力,提高了脫鹽能力,還能從廢水中分離磷元素和氮元素,還可用來回收貴金屬,如催化劑廢水中的鈀離子,很適合應用生活汙水、工業廢水的處理和海水淡化等領域。

電絮凝膜反應器,利用電場作用結合電絮凝原位調控濾餅層結構,獲得孔隙率更高和更加親水的濾餅層,表現出更強的抗汙染能力,在處理腐殖酸時去除率比超濾膜高50%。

總而言之,這是很有潛力的一項技術,但想要商業化還有許多問題要解決。

主要問題就是低傳質效率和低電流效率,直白點來說就是效率不太行,不適合大規模應用。

另外膜汙染、使用壽命、擴大規模後的穩定性也是問題。

有潛力,但還需要很長時間研究才能成熟。

“但我手裡面就有成熟的。”

李同光眼眸閃著光:“難怪會是碳基材料了。”

“22世紀淨水器在漫畫裡面的效果,就是能把任何汙水或海水變成可以直接喝的純淨水,碳基導電膜合成材料的特性完全對上了。”

李同光繼續檢查,又有了不少新發現。

外殼上面也有一層納米材料塗層,有吸光、儲能的作用。

跟其他道具一樣,22世紀淨水器也是太陽能,充電之後電力就應用在電驅動膜分離。

此外,在裡面核心濾芯旁邊,李同光還檢查出了一層碳化矽膜。

在天才頭盔的加持下,李同光瞬間想明白了作用。

這是碳化矽傳感器。

石墨烯應用在半導體似乎很有前途,被各種吹。

但石墨烯有一個致命問題,它帶隙為零,因此無法將其關閉。

帶隙是半導體最重要的東西,帶隙為零相當於連門都沒有,這還玩個屁啊,完全不具有半導體性質。

人造帶隙也可以。

但工序會更加複雜,而且效能還會降低,價效比還不如矽這個材料了。

與之相對的,碳化矽要比石墨烯更適合做新半導體材料。

碳化矽的禁帶寬度是矽的3倍,導熱率為矽的4~5倍,擊穿電壓為矽的8倍,電子飽和漂移速率為矽的2倍......

特性太好了,能承受更大的電流和電壓、更高的開關速度、更小的能量損失、更耐高溫。

用碳化矽的做成的功率模組可以相應的減少了電容、電感、線圈、散熱元件的部件,使得整個功率器件模組更加輕巧、節能、輸出功率更強,同時還增強了可靠性。

簡單來說就是效能差不多的情況下,體積小還節能,優點十分明顯。

也因為這些優點,碳化矽在未來十幾年後成為了第三代半導體材料,新的‘黃金賽道’。

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有優點也有缺點。

碳化矽缺點在於高純碳化矽粉體製備困難,成本極高是矽的幾百倍。

矽用直拉法,72小時能生長出2~3米左右的矽單晶棒,一根單晶棒一次能切下上千片矽片。

而目前最快的碳化矽單晶生長的方法,生長速度在0.1mm/h-0.2mm/h左右,72小時也僅有7.2mm~14.4mm厚度的晶體。

6英寸矽拋光片僅150元,6英寸碳化矽則是8000~10000元。

要求半導體級純度的話,價格還會更高一點。

只有原材料足夠便宜,產業規模才可能做大。

雖然比石墨烯好,但也好的有限。

迴歸正題,22世紀淨水器技術含量比李同光預想的要高。

準確來說,上面所使用的納米材料很黑科技。

“哪怕有實物逆推破解,估摸著也得閉關......三天吧?”

李同光心想:“一天時間學習納米材料,一天時間學習相關的電化學與膜分離,第三天進行破解。”

“製備工藝是一個難點,破解時間不好說。”

李同光撓了撓後頸:“要是有超算的話應該能容易一點。”

“超算啊,我這點容量肯定不夠超算。”

“有什麼幾十公斤以內,算力堪比超算的黑科技呢......”

李同光翻看著電腦,找到了幾個目標。

《終結者》、《星球大戰》、《星際迷航》、《黑客帝國》

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