懷俄明州開(kāi)采的煤炭是石墨烯的便宜來(lái)源，這種材料對(duì)電子、特種航天技術(shù)和其他行業(yè)都有著深遠(yuǎn)的影響，十多年來(lái)科學(xué)家們一直對(duì)此著迷。

懷俄明大學(xué)的一些研究人員正在研究“增長(zhǎng)”型的石墨烯和其他碳材料的使用方法。這項(xiàng)由PatrickJohnson副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究，主要的一個(gè)方面是尋找懷俄明主要礦產(chǎn)的其他用途。

Johnson說(shuō)：“所有這些特殊碳素材料的特點(diǎn)是：它們對(duì)某些應(yīng)用具有特殊的性能?！币虼耍┚哂懈邔?dǎo)電性，高導(dǎo)熱性，有一些傳導(dǎo)性是所有材料中最好的。

“碳工程倡議”(CarbonEngineeringInitiative)支持整個(gè)校園內(nèi)的各種交叉項(xiàng)目，旨在將懷俄明州以提取為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?zhuān)注于開(kāi)發(fā)和制造先進(jìn)材料的經(jīng)濟(jì)模式。大學(xué)能源學(xué)院新興項(xiàng)目和技術(shù)副主任RichardHorner說(shuō)：“我們正在努力的方向是從煤炭中獲得非能源和非燃料產(chǎn)品。因此，我們的研究重點(diǎn)是為懷俄明煤炭開(kāi)辟新的市場(chǎng)?！?br/>
該倡議還調(diào)查了除煤以外的其他來(lái)源的碳材料，其潛在應(yīng)用價(jià)值是為這些材料與煤基材料的結(jié)合使用提供可能性。

Johnson的主要研究集中在石墨烯領(lǐng)域，因?yàn)樗哂蟹欠驳男阅埽⒕哂袧摿?lái)革新各個(gè)行業(yè)。石墨烯在2004年首次被分離和表征，是世界上迄今為止測(cè)試的最強(qiáng)的材料，也是高導(dǎo)電性的材料，目前美國(guó)各地的大學(xué)研究都在研究它。與Johnson一起工作的化學(xué)工程碩士學(xué)生MichaelSeas說(shuō)：“石墨烯研究是世界上最為激烈和最具競(jìng)爭(zhēng)力的研究領(lǐng)域?！?br/>
他說(shuō)：“自2004年以來(lái)，大約有一萬(wàn)種出版物引用了兩三年前的文章。石墨烯的研究非常受歡迎，你可以看看幾乎美國(guó)所有的大學(xué)，他們中肯定會(huì)有一兩個(gè)研究石墨烯的研究人員。”

碳工程倡議將煤看作不僅僅是一種可燃的燃料來(lái)源。Seas解釋說(shuō)，煤炭有三個(gè)主要成分：固定碳，揮發(fā)物和無(wú)機(jī)灰分。

他說(shuō)：“一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)你燃燒煤炭時(shí)，你正在燃燒的是固定碳和揮發(fā)性物質(zhì)。我們?cè)噲D提取煤的揮發(fā)性成分來(lái)變成有經(jīng)濟(jì)效益的熱固性塑料，而不是燒掉這些東西。我們留下的是固定碳部分和這種無(wú)機(jī)灰分?！?br/>
Johnson和Seas正在研究從這些從剩余部分生長(zhǎng)出石墨烯的方法或路線(xiàn)。Seas說(shuō)：“我們的高溫路線(xiàn)實(shí)際上是將剩下的部分石墨化，所以，現(xiàn)在我們可以安全地提取灰分，收集灰分，然后把這種石墨材料留下，這樣就可以用這些不同的路線(xiàn)來(lái)合成氧化石墨烯，石墨等物質(zhì)?！笔┮约案鄟?lái)自煤炭的碳材料，例如金剛石納米管，UW研究人員正在通過(guò)先進(jìn)技術(shù)探索它們可能的應(yīng)用。

Johnson和Seas碳研究物理應(yīng)用助理教授BillRice說(shuō)：“雖然其他地方的研究人員一直在開(kāi)發(fā)基于碳的電子產(chǎn)品，但他們通常使用的是比煤炭更清潔和更昂貴的原料?！痹赗iceSpectroscopy實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的項(xiàng)目解決了煤炭生長(zhǎng)碳素材料的潛在應(yīng)用價(jià)值，如制作更便宜的觸摸屏和建造更安全的飛機(jī)機(jī)翼。

Rice說(shuō)：“不能保證這些應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)多樣化，但是有幾個(gè)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行的時(shí)候，煤-技術(shù)路線(xiàn)有朝一日能夠加強(qiáng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)。Rice說(shuō)：“他們投入了一些有風(fēng)險(xiǎn)和一些涉及工作的東西。所以，他們投入的200萬(wàn)美元資金，能夠進(jìn)行大量的研究活動(dòng)。”

碳工程倡議要求化學(xué)工程師、機(jī)械工程師、化學(xué)家和物理學(xué)家合作開(kāi)發(fā)煤技術(shù)路線(xiàn)。Rice說(shuō)：“我了解電子學(xué)和光學(xué)。不過(guò)關(guān)鍵是需要?jiǎng)e人一起去努力，把煤炭變成一個(gè)好的碳源?！盝ohnson和Seas正在試驗(yàn)不同的路線(xiàn)，未來(lái)會(huì)將懷俄明州廉價(jià)而豐富的原料煤轉(zhuǎn)化為更有價(jià)值和多用途的石墨烯。

目前研究中使用的大部分石墨烯都來(lái)自礦石石墨。石墨烯是從石墨衍生而來(lái)的，一克石墨烯花費(fèi)超過(guò)100美元。Johnson說(shuō)：“我們的研究目標(biāo)是從煤炭原材料中獲得石墨烯，煤炭既便宜又容易得到，同時(shí)還能夠提取其他一些組分?！毖芯咳藛T打算申請(qǐng)石墨烯研發(fā)方法的專(zhuān)利，即使這些方法應(yīng)用于非煤原料，這也可能對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)有用。

Seas說(shuō)：“這個(gè)想法是，如果我們?cè)谶@里研發(fā)技術(shù)，那么國(guó)家會(huì)得到這項(xiàng)技術(shù)和專(zhuān)利，因?yàn)閼讯砻鞔髮W(xué)會(huì)得到這項(xiàng)專(zhuān)利，如果這個(gè)技術(shù)在業(yè)界中使用，那么你就可以得到這些版稅。但是我們關(guān)注的主要焦點(diǎn)是我們能不能從煤炭做起，然后把它擴(kuò)展到其他系統(tǒng)?！?/p>