烯的意思和含义是什么(烯的意思)

石墨烯到底是什么？为什么会有这么神奇性质？

石墨烯到底是什么？为什么会有这么神奇的性质？接下来就给大家介绍一下石墨烯。

我们首先要了解一个概念名字叫做同素异形体。什么叫同素异形体？同素异形体，顾名思义就是同一种元素，但以不同的表现形式存在。我们知道自然界的物质都是由不同的元素构成的，那么有一些物质，它们是有相同的元素构成的，但是它们表现就很不一样，原因是因为分子结构的不同。比如说我们平常呼吸需要用氧气，氧气是由2个氧原子构成的；还有一种叫做臭氧，这个臭氧其实也是由氧原子构成的，只不过它是3个氧原子，那它们两个之间就是同素异形体，而且它们的化学性质很不一样的。比如说氧气是我们所需要的，但是臭氧浓一旦高了，人就会中毒。

理解了同素异形体，接下来就给大家讲讲石墨烯。我们先来说石墨，石墨其实是一种矿物质，比如说我们在这个写字的时候用的铅笔，铅笔芯就是石墨，它比较柔软、比较光滑

，可以用来做润滑剂，这是石墨。然后还可以导电，可以用来做电极。那石墨的结构什么样呢？石墨的结构是分层的，每一层会有一个正六边形，每一个黑色的都是一个碳原子。而我们看到的石墨，其实是很多很多层一层一层堆积起来的，那么在同一层内两个原子之间是靠化学键作用连接在一起，所以比较竖固。但是层之间其实是没有化学键的，它是靠分子的范德华力作用联合在一起的，所以它们两层之间的其实是可以相互滑动的，这就是石墨。

说完了石墨，那石墨烯到底是什么呢？其实很简单，如果我们把石墨中一层拿出来，就构成了石墨烯，也就是说石墨烯其实就是单层石墨，这就是石墨烯的含义。接下来，我们来介绍一下石墨烯的特点。石墨烯这种材料，其实发现的时间并不长。在之前人们一直预言这种东西它是不存在的，那么它是怎么发现的呢？

在2004年的时候英国曼彻斯特大学有两位科学家安德烈·海姆和诺沃肖洛夫他们研究如何获得单层的石墨，结果他们就使用的一种方法“撕胶带”。什么叫撕胶带，就是我们平时写作业的时候写错了，然后我们会用一个胶带粘到这个作业本上，然后把这个胶带撕下来

，就会把那个我们写的笔记就粘下来了，然后我们就可以再接着往上写了。那么他们这种做法其实差不太多，他们做法就是在一个胶带上面，然后粘一块石墨，然后一撕粘，不就有一些石墨痕迹就留在这个胶带上了，然后把这个胶带对折一下，用另一面再去粘一次，这石墨就跑到另一面上去了，然后你再去粘一次 ，折叠粘贴 、折叠粘贴…，把胶带不停的撕，撕了好多好多层，终于就发现了单层的石墨，单层的石墨就是石墨烯。这个世界就震惊了。因为人们认为这个东西以前应该是不存在，它是个二维结构，而我们生活在的是三维空间，不应该存在 ，结果人家做出来了，不得不承认人家是正确的，后来发现了之后，在2010年的时候，他们两个人就一起获得了诺贝尔奖。

那这种结构它有什么样的特点，为什么造出一个材料就可以得诺贝尔奖呢？首先它是一个二维材料，二维材料意思是说它实际上是一个平面的结构，那么这个平面的厚度非常非常的薄，大概是0.355nm，所以它实际上就是一个单原子层，这一层实际上是一大堆六边形。

我们平常所用的这个石墨，其实都是这些石墨烯叠了很多很多层，有多少层呢？比如我们如果有1mm厚的石墨，1mm厚它其实对应了150万层的石墨烯所以我们想分离出单层的其实是很困难的。

传统科学理论认为二维材料不应该存在，是因为热的涨落会造成破坏这个结构，但事实上， 因为石墨烯它两个原子之间的作用力非常强所以它不但可以存在 ，而且还非常稳定 ，具有很多的优点，那我们来看一看这个优点是什么？第一个优点就是它的机械强度大；第二个优点就是拉伸性能好；第三个优点就是它的导电性能好；第四个优点就是导热性能好。

所以总而言之，它有很多的优点，比如它还可以透光，它还可以弯曲等等一系列的优点。那么利用这些优点我们就可以用它来做一些特殊的器材，我们来看看可以做哪些器材？第一个机械强度大而且可以拉伸可以做防弹衣；第二个可以做折叠的电子设备；第三个可以用来做电池的添加剂；再比如我们可以用来做计算机芯片，现在计算机CPU它面临的一个问题，就是散热的问题，因为我们把这个计算机的这个功率搞得太大，电路太密集 ，最后这个热量散不掉，芯片就会烧毁，你用传统的半导体材料硅， 就是没有办法再解决了，因为它电阻率就是比较大，现在我们如果使用石墨烯做MOS管、用石墨烯来做芯片的话 ，导热性能非常好，散热性就很好，而且电阻又比较小 。所以这样可能会上百倍的提高我们计算机运行速度，当然这可能还是我们一个比较远的设想，目前为止 我们在制作石墨烯这一块其实还是有很大的困难，所以做芯片可能还需要几十年的时间。

石墨烯还有什么作用呢？它还可以净水，因为石墨烯它是一个平面结构，所以它具有很大的面积体积比，也就是说它的表面积非常非常大 ，它体积又很小，所以这样一来 它就有很大的吸附能力，那么有一些杂质，就可以吸附到这个石墨烯表面，同时我们还可以改变这个石墨烯的一些结构，使得只有水分子能够经过石墨烯，其它的什么那个氯化钠这些物质都不能经过，这样一来我们就可以用它来净化海水。我们还可以用它来做一些生物医疗方面的一些工作，比如说石墨烯具有很好的生物导电性，我们身体的那个各种信号是通过电来进行传导的。那么假如一个人，他具有一些残疾，比如说他眼睛瞎了，那我们现在要安一个假的眼睛，我们怎么把这个假的眼睛感受到的电信号传给这个人呢？科学家们认为用石墨烯做导电材料是非常合适的。

石墨烯为什么具有这些特点，这个是我们化学中要研究的最重要的一个问题。就是为什么它具有这样的特点，这个是由于它的结构组成决定。石墨烯之所以有以上的那些优势完全是由于它的结构所决定的。为了解释这件事儿 我们要给大家介绍一个概念就是电子的轨道。我们知道碳是6号元素，中间有原子核，外边有6个电子，这6个电子是分层排布的，其中最内层有2个电子，它是稳定的，外面还有4个电子。这4个电子它是存在一定的轨道了。

说这4个电子是怎么样去运动的呢？人们经过研究发现电子有波粒二象性，所以它不一定在什么位置，我们如果持续的观测就会发现电子存在各个地方的概率不一样，我们把这概率画出来就叫电子云。

那么科学家们经过研究发现第二层的电子轨道，它其实是有两种不同的电子分布情况。

第一种就是一个球体的分布，电子可能在这个球中的某一个位置，这种轨道的我们就称之为S轨道；第二种轨道是它有一个纺锤体的结构，它有可能会在这个纺锤体中的任何一个部位

这种就叫P轨道。但是这个纺锤体是有方向性的，它可以是左右的、前后的、上下的，所以它是有3个P轨道，分别称为Px 、Py和Pz。 所以说第二层的轨道一共有4个轨道，分别是S轨道、 Px 、Py、 Pz 。这4个轨道里面每一个轨道可以容纳最多两个自旋相反的电子

，这是根据泡利不相容原理，同一个轨道不能有自旋也相同的电子，所以说一共最多可以容纳8个电子。但是碳是6号元素，所以它外层只有四个电子。那么问题来了这4个电子究竟是取哪个轨道呢？它一共是4个轨道 ，8种情况？它到底是取哪个轨道呢？

我们来说一下金刚石。金刚石它每1个碳原子周围都有4个碳原子，你取哪种轨道都不可能形成这种完全对称的结构，这个时候我们怎么去解释它。于是科学家们提出一种设想，

说这个像金刚石这种情况，它实际上是S轨道和3个P轨道发生了杂化，这4个轨道合到一块又均分了，变成了4个完全相同的轨道，这种我们称之为SP3杂化。 SP3杂化的意思就是一个S轨道和3个P轨道它们混合到一块，然后一起构成了4个完全相同的轨道。而这4个完全相同的轨道是什么样子的，其实就形成了一个正四面体的情况，那么我们在旁边每一个地方再接一个碳原子，其实这个碳原子也是形成了这种杂化轨道的这两个杂化轨道合到一块，我们称之为头碰头。你的杂化轨道跟我的杂化轨道碰到一块了，我们称之为头碰头。头碰头如果我们说的这个更加专业一点儿它应该叫σ键。碳碳之间的σ键其实是非常强的，所以说就可以把金刚石牢固的结合在一块，金刚石的强度就非常非常大，因为金刚石非常坚硬，所以一旦一个原子振动起来，那这个振动很快就会传导到另外一个原子上去，所以金刚石的导热性能也非常好。

除了SP3杂化以外 ，咱们再看石墨。石墨它1个碳原子周围并不是4个碳原子，而周围有3个碳原子，这种情况怎么解释呢？科学家们说这个叫SP2杂化。SP2杂化的意思是说1个S轨道和2个P轨道合到一块儿，然后分成三份，于是1个碳原子周围就有3个碳原子，形成了这种结构，但它的结构是一个平面结构每一个碳原子形成了120度角的这么三个情况

那旁边另外一个碳原子，也形成了120度角的这种情况，于是这两个碳原子不就连到一块了

，这个也是我们刚才说的头碰头，叫σ键。这个σ键是比较强的，所以石墨在这个方向上拉伸性能和坚韧度都是非常高的。但是我们知道一共有3个P轨道，你现在给我搞了个SP2杂化，那就还少了一个P轨道，这个P轨道保留了，也就是说这一个碳原子形成了3个SP2杂化轨道之后呢？它还保留了一个单独的P轨道，是竖过来的，右边这个碳原子也保留了一个单独的P轨道。这两个P轨道会叠到一块，叠到一块它们两个之间其实也会有相互作用，这种相互作用，我们称为肩并肩。这个肩并肩的相互作用如果说的这个更加专业一点，应该叫π键。那么这种π键会有什么特点呢？我们知道石墨的导电性能非常好，其实就是因为这个π键，电子可以在π键之间进行跃迁，这样就造成电子运动的速度非常快，所以石墨烯有很好导电性。

彰显古人智慧的合文字，你了解多少？

汉字蕴藏着古老文化底蕴，而合文字同样十分神秘。

01

古人发明的创意文字设计

合文，又称“合书”，指把两字或以上的汉词浓缩成一个汉字书写单位（一个方块字字元）的文字形式，涉及构字部件的置换、重用，或左右相合、或上下相合、或三字相合，多数不借笔，也有少数是借笔，甚至会减省部分，而读音有可能利用组合文字的声母韵母结合、或仍保留原本的多音节读法。

02

合字的兴衰之旅

合文是古文字共见的现象，合文最早见于商代文字。在甲骨文里，合文的应用非常普遍，到了西周，姬发的谥号“武王”写成的合文“珷”字也常见于青铜器铭文。

先秦时君主用来传达命令或徵调军队的符文，通常是把几个篆字合并在一起，刻在竹或木上，再剖为两半，双方各执一半，合之以验真假。

汉代被道士们借用到所谓符篆上，称为“复文”。

唐朝著名的合文就是则天文字，是指武则天时期创制的汉字的总称，是中国正史上唯一的女皇帝武则天基于政治理由及愚民政策等因素而命人创制的汉字，后世遂称“则天文字”。

一般认为则天文字共有十八字，包括最初由宗秦客献给武则天的十二字和后来陆续颁行的六字，随着人亡政息后，这批文字亦因失去时代意义的支撑而随之见弃，后人遂用回本字。唐代时，最为著名的一个合字就是曌。读作zhào，意指日月凌空，普照大地。

武则天自认正统，取“正、主、长”为“圣” ，代表着圣主武则天是长久统治天下的正统君主。该字蕴含着长久为主的意思，只有圣人才能做到永居正统地位。

从宋代起，合文已从道士画符，演变为民众表达避凶求吉愿望的一种手段。宋代起流行把一些寓意吉祥的词句合书成一字，写在斗方（通常只有部件的置换拼合和重用，没有部件的减省）。这种合文通常应用于节庆时作为一种祥瑞的张贴饰品、赏玩用的花钱，或作为一种文字游戏，并不应用在写作中。

在清代的厌胜钱上，可以见到连笔减划的“黄金万两”、“招财进宝”之类的四字合体。常见的这种合体字有：招财进宝、黄金万两、日日有见财、福禄寿全、好学孔孟、唯吾知足等等。

利用了方孔钱中间的那个方孔作“口”字偏旁，上、下、左、右共用一个“口”字，所以后人又称它为“借口钱”。

03

合字，功能即美学

读作 tú shū guǎn/tuān/tuǎn，近代图书馆学家杜定友（1898年-1967年）曾于1924年创“圕”字来代替“图书馆”一词，于当时中日学术文化界曾流行一时。

至今仍有“金圕奖”，以表扬优良图书馆。1926年，日本杂志《圕》以“圕”字命名，杜定友对《圕》第一期所有文章中“圕”字的使用情况加以统计，统计结果是──该刊用“圕”字436次，如用旧例“图书馆”则须用1308字。

1953年的中国，结构学家蔡方荫，在教学时时常使用到“混凝土”此词汇，大量书写时极为费时。因此他将“混凝土”简写为“人工石”，甚至进一步的将“人工石”合并书写为“砼”。

氢氧取“氧”字的“羊”以及“氢”字的“”组合成“羟 qiǎng”字，其发音即取自“氢”字的声母以及“氧”字的韵母。相同概念还有“巯qiú”等字。其中某些化学汉字甚至包含了意思，如“烷”、“烯”、“炔”不仅包含了碳氢化合物的意义，还包含了“完整”、“稀少”、“缺乏”的意思及发音。

19世纪初为翻译外来度量衡单位而创造的这些汉字。

在2013年公布的《通用规范汉字表》中没有收录，被排除在通用规范汉字之外。

04

biáng，关中方言生僻字，合字，象声字。用于陕西关中地区的面食biángbiáng面。

陕西关中biángbiáng面文字儿歌：一点飞上天，黄河两边弯；八字大张口，言字往里走，左一扭，右一扭；西一长，东一长，中间加个马大王；心字底，月字旁，留个勾搭挂麻糖；推了车车走咸阳。一个字，写尽了山川地理，世态炎凉，从此，biáng biáng面名遍关中。

民国味精广告中的合字“善和味品”

为了要让到藤山园步道运动的民众，可以增加运动的乐趣，员林镇公所、彰化环境教育促进协会以及西南扶轮社，等多个单位特别配合，一起在藤山园步道设置了合体字装置艺术。

苏州唐寅园相传唐伯虎独创的汉字“日日有财”，原义为“日日有见才”，勉励自己每天要勤奋，意思是说每天都会学到新的知识，后被人们延伸为日日有才，日日见财。亦通“日日有见财”，“日日有财见”。

在我国很多地方的方言当中也会用到合字，虽然有些字我们平时在书写中我们很少用到，但是在平时的对话中却很常用。

05

遗失的传统技艺何时才能回归

洪卫设计的福禄寿海报，巧妙的将平安、衣食、生命和福、禄、寿组成合字，无论是在字形，还是含义方面都是十分契合，在传承文化的同时将更多的含义注入到合字中。

台湾新兴设计团队「合字文间」把这项失传已久的合字技法重现江湖，将古人的想法融合新时代的创意，发展了一系列合字。

这些合文字中，许多更是以流行用语及时事创作而成，再搭配诙谐幽默的仿古版画，让合字变得诙谐有趣。团队将时下流行的词汇做成合文字，透过新的诠释方法，让合文设计能够延续并推广下去。

“文字真有意思”是张昊在参与“深港80+名片展”的时候为自己做的一款设计，当时设计说明是这样写的：祝者，咒也，可以产生神奇力量的神秘符号和语句。借鉴符咒的形式，将“文字真有意思”设计为合体字，反面将姓名重复，以不断念诵的暗示加强这一概念。图文内容和形式充满趣味，表达设计师近年对趣味文字设计的喜爱。名片成品是一个长卷，使用时可以自行撕开。

“家庭真爱”是公益性质的大讲堂，结合西方心理学的方法讲述儒家的家庭伦理。提炼“爱”和“家”两个核心字，借用合体字将其融为一个整体，很好的体现了“家庭真爱”、“爱家”、“家中有爱”、“有爱的地方就是家”、“家和爱不能分离”等丰富的概念。

2019金曲奖最佳专辑装帧设计获奖泥滩地浪人《擒虎记》在固有的复古风格、加入台湾本土宫庙文化美学，再结合1950～1960年代欧美国家对未来想像的复古未来主义（Retro-Futurism） ，最终完成我们想像中饶富生命力、张扬狂放却又处处细腻有情的「台式复古未来主义」。

封套上骑虎仙人原型来自张天师神符版画（中），骑虎则参考张天师除五毒符（右）。

歌词本中文排版仿照农民历的无间隔标点符号，并穿插真实的符咒（上图的道家祝由符咒）。

合文是一项古老的技艺，作为年轻一代的我们更应该去关注这些中国的传统文化，去传承和发展这些古老的文化，让更多人加入到这个行列之中，让更多人认识和了解这些中国传统文化，不能让这些集结了中国古代劳动人民心血的文化湮没在历史的长河之中。中国的，才是世界的。

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热度超高的石墨烯材料，到底有什么用？

“石墨烯”在最近的这几年里很有存在感。

机哥每个月都能看到好几次，看得都快魔怔了

。

这种曾经只存在于理论中的“划时代的奇迹材料”。

科学家曾经预言：“不存在的。”

然而在 2004 年，被曼切斯特大学的团队用一种简单粗暴的方法打了脸。

他们把石墨薄片贴在胶带上，反复对折，撕开，把单层的石墨烯撕了出来。

为此还获得了诺贝尔物理学奖。

石墨烯在这之后的几年里，成为了研究的大热门，天天要革新材料的命。

石墨烯究竟有多神奇？

它是一种碳元素的同素异形体，由一个碳原子厚度，蜂窝状排列的碳原子平铺组成。

由于厚度只有一个原子，被称为“二维材料”。

石墨烯有着各种各样神奇的性质，机哥只挑一些容易理解的特性举栗子：

超高的强度：200 倍于钢铁的刚度；

极好的导热能力：单层石墨烯的导热系数达到了 5300 W/mK ，高于之前最好的导热材料数倍；

优秀的载子迁移率，低噪声，超高的比表面积。

这么神，都能用来干什么呢？

首先，可以做更小型的晶体管。

现在，CPU 已经进入了 10nm、7nm 制程的时代了。在成本可以接受的前提下，提高性能已经进入了瓶颈。

那还能怎样提高 CPU 的运算能力呢？

在更小的面积里，塞下更多的晶体管。

以现在市面上第一梯队的手机芯片来说：

这样的封装和性能，已经是目前材料和制程所能达到的极限。

而石墨烯晶体管相比现行的 finFET 有更小的体积，更低的功耗，几乎是完美的候选者。

高强度，可弯折也使得石墨烯可以用来制造柔性屏幕和柔性电路。

在电池中使用石墨烯电极，掺杂石墨烯导电剂也能使电池性能有飞跃性的提升。

俨然成为了电子产品界“全村的希望”。

然而这些仍然还在理论预测和验证的阶段，可行的实验室研究成果仍然寥寥可数，更不用说商业化了。

几年前，许多声称研制出石墨烯屏幕、石墨烯电池的厂家都翻了车：

（

看看这像浏海一样的坏线）

科普的差不多了，回到机哥的本业——搞机吧。

石墨烯从诞生到现在已经 14 年了，总得有些拿得出手的东西吧？

Emm，好的，有请各家手机厂商有序出场：

上个月，扎堆发布的各家手机厂商，估计是商量好了，几乎每家都含有那么一点石墨烯成分：

这一回，被看中的是单层的石墨烯在 X、Y 轴方向优秀的导热能力。

翻译成人话，意思就是石墨烯薄膜可以沿着平面传导热量。

华为上个月发布的 Mate 20 X 就用上了高大上的 “均热液冷技术+石墨烯膜” 散热技术。

牛逼闪闪的双屏努比亚 X 在发布会上也表示，采用了多层石墨烯散热技术：

你 Mate 20 X 用一片，我们用三片。

而联想比较独特，和 Z5 Pro 一起发布的 联想 Air 无线蓝牙耳机号称用上了石墨烯发声单元...

至于这个石墨烯究竟起到了什么作用，官方页面是这么说的：

好吧，你说是就是吧...

这些东西说到底，已经和有没有石墨烯关系不大了。

华为的散热方案，即使用的是石墨薄膜，达到的实际效果也能吊打其他手机。

毕竟都把整套热管塞进手机了。三层石墨烯薄膜，都用了三层了，就不要“烯”了吧，叫石墨就好了。

而即将在明年推出三星 Galaxy S10 系列，传言即将使用石墨烯电池。

连论文都出来了。

甚至用上了神奇的“石墨烯球”。

不过后来又说不用在 S10 上了，晚一点吧...

那么说好的快充石墨烯电池呢？

不吼意思，我们只是画个饼香你一下而已，啥时候做出来还不知道...

不对啊，华为不就做出来了么？新闻都报了。

这位童鞋你冷静一下，事情是介个样子的：

那个“石墨烯电池”长这样：

新闻也说了，是用在移动基站上的，主打的是耐高温性能。

和手机里电池木有太大的关系。

当然早在 2015 年，影驰就发布了史上第一台石墨烯手机——开拓者 α，搭载石墨烯电池、石墨烯屏幕和石墨烯导热膜。

一股高科技的气息扑面而来...

还有在传说中，在背面使用了一整块石墨烯散热的索尼 XZP。

我了个去。然而机哥搜遍了谷歌都妹找到半条关于 “SONY XZ Premium + Graphene” 的搜索结果：

不说啥了，索尼大法的猪队友，还是要学习一个。

机哥注意到，上面这些带着 “石墨烯” 前缀的神奇技术里，石墨烯仅仅出现在了头衔部分。

之前提到石墨烯的那些神奇性质，都是在单层，大面积的石墨烯中体现的，而这种石墨烯的价格，都是按毫克算的。

这样的成本，对于消费电子产品来说，是绝对承担不起的。

真正的技术原理，和石墨烯的神奇性质，基本没有太大得关系，石墨烯只是用来捧场的，起的也是 “陪跑” 的作用，哪都加一点。

至于它的的加成效果到底有多大？微笑就好了

。

虽然说在手机上用不起，但是石墨烯大规模商用的希望，还得靠神奇的某宝。

石墨烯充电宝：

按“次”算的快充，活久见...

上面的这位比起接下来的，已经算是非常克制了。

石墨烯在深不可测的民科界，是和量子、纳米齐名，三足鼎立的超级 IP。

大举进军中国特色养生领域：

石墨烯羽绒服，背心、护腰、秋裤，一件不差，甚至还能遥控。

用过的羽绒服不要丢，裹上电热毯石墨烯，隔壁的钢铁侠都馋哭了

。

石墨烯耳机估计是抄袭联想的吧，据买家评论，这款耳机配合大亚湾的核电直推，甚至可以听到宇宙的肥音。

石墨烯高张力气球

。

超大面积石墨烯，只要 98 块 9，一包 8 个……

批发去做手机屏幕啊。

实验室，是一个神奇的地方。

科研，可以不计成本，所以才能有无数的突破。

而作为消费电子产品离不开的工业化生产，成本就是一切。

真正的石墨烯民用化，还是再等等吧。

世界杯：足球中的化学知识

四年的等候，终于等来2022世界杯——卡塔尔世界杯，这是历史上首次在卡塔尔和中东国家境内举行、首次在北半球冬季举行的世界杯足球赛，也是史上最贵世界杯。

作为一名伪球迷，笔者对于这场举世瞩目的世界杯赛事，这场激情燃烧、精彩纷呈的足球盛宴，并没有什么发言权不过，不过，我们倒是可以从化学的角度

01 EPDM和PU——足球

卡塔尔2022年世界杯官方比赛球名为“Al Rihla”，是阿拉伯语“旅程”的意思，中文译名为“逐梦之旅”，据介绍是历届世界杯飞行速度最快的足球。

从最早的足球到“Al Rihla”，化学科技的加持让足球材料产生了日新月异的变化

众所周知，足球起源于中国古代的蹴鞠，是由藤条缠绕编制而成。

而现代足球则发端于英国，是用牛皮、猪皮等皮革手工缝制而成。这些材料虽然取自天然，但却过于柔软、厚重，且吸水性很强- --足球会由于吸汗或吸水而不断加重，令球员踢起来十分吃力。

此后，随着化学材料的普及，人造革足球应运而生，很大程度上弥补了动物皮革柔软，易变形、易吸水等弊端；而足球的形制，也由原来杂乱无章的拼块逐渐变得统一。

1970年墨西哥世界杯所使用的“Telstar'足球，表面由32块手缝的嵌面组成(由12块黑色五边形和20块白色六边形构成)这种全新的构造和均衡的缝制，使得足球拥有更浑圆完美的外形，具有划时代的的意义。

此后随着化学材料普及，人造革足球出现，弥补了动物皮革柔软、易变形、易吸水等弊端。其中最经典的足球形象，要数1970年墨西哥世界杯所使用的“Telstar”足球，表面由32块手缝的嵌面组成，足球的形制自此也得到统一。

非常有趣的是，有一种化学物质——富勒烯的结构与此十分相似，因此富勒烯又被称为：足球烯。不过，化学家们并没有止步于此：

2006年，拜耳材料将基于反应型聚氨酯的专利热粘合技术应用于足球生产，彻底颠覆了原有的缝制工艺，有效减少了球体表面因皮革缝合而造成的凹凸不平。原本32块拼接的经典设计，也减少为14块。

2010年世界杯用球减少至8块。

2014年巴西世界杯用球"桑巴荣耀"，创造性地减少至6块，从而使球体更加浑圆饱满，运动轨迹更加稳定。

2018年世界杯上的“Telstar 18”作为经典用球的后续，集各种高新科技于一身，在结构与性能上有了进一步的提高- -“Telstar 18”在沿用传统经典黑白配色的同时，又带有灰色渐变色块，看上去仿佛现在常见的二维码，寓意着我们如今所处的数码时代。

同时，“Telstar 18”中内置了NFC芯片，可以记录球速、球路等数据，以供读取研究之用。为契合世界杯的“环保”主题，“Telstar 18”更是选用了具有较高环保性能的高科技材料一一生物基三元乙丙橡胶(EPDM)产品Keltan Eco。

而本届世界杯所用足球表面是由20片名为Speed Shell的纹理聚氨酯(PU)球面材料通过热粘合组合而成，以三角形状和弯折设计降低足球在飞行中的风阻，并完全采用了水性涂料和水基胶，重量大大降低。这种设计增强了空气动力学性能，从而提升皮球的运动稳定性。

它的另一个亮点设计，就是用新技术系统CTR-CORE，而CTR-CORE这核心科技带来出色的形状记忆力、气密性和反弹准确度，确保了高速运动中足球的速度、精准度和稳定性，助力精准控球。

为了在2022年卡塔尔世界杯上为裁判提供帮助，尤其是第一次在世界杯，上使用的全新半自动越位技术，‘‘逐梦之旅”搭载了名为“Connected Ball"的全新科技，用于增强VAR系统，通过提供前所未有的数据与信息来帮助裁判员，从而在世界杯这个大舞台上做出更快、更准确的判罚。

02 丁烷——定位泡沫

发定位球之前，裁判员取出喷雾罐，喷出类似固定头发的摩丝的白色泡沫，原来，这个喷雾罐中加入了80%的水，17%的液化丁烷（C4H10），1%的表面活性剂和2%的植物油。

一旦开启喷雾罐的喷嘴，液态丁烷马上会汽化成丁烷气体，所产生的巨大压力把包含表面活性剂的植物油乳化打散，形成均匀的泡沫喷出。泡沫有极大的表面积，会对光线产生强烈的漫反射，因此在球场的任何一个角度都能清楚地看见白线。泡沫一段时间会全部破裂，临时白线即会消失，不会影响球员比赛。同时，留入草地上的水、少量的表面活性剂和植物油也不会对场地产生污染。j

03 聚氨酯——球鞋

不同的运动员对运动鞋的材料有不同的要求。为此，设计师采用了最新的化学材料设计了各种性能的运动鞋——

篮球、排球运动员需要有一定弹跳性的鞋，选用弹性十分好的顺丁橡胶作鞋底；足球运动员要求鞋能适应快攻快停、坚实耐用的要求，便用强度十分高的聚氨酯橡胶作底材，并安装上聚氨酯防滑钉。

04 氯乙烷——“化学大夫”

激烈的足球比赛中常会出现运动员受伤倒地的情况，医生用药水对球员的伤口喷射后，不用多久，运动员便能马上站起来投入比赛。什么药能够这样迅速地治疗伤痛呢？

这种球场上的“化学大夫”，是一种叫氯乙烷（C2H5Cl）的有机物。氯乙烷在常压、常温下是一种气体，通过高压将它液化后罐装在喷筒内。运动员出现软组织挫伤或拉伤时，将氯乙烷喷在伤处，在常压下这些液体会很快地汽化成气体。液体在汽化时需要吸收大量的热量，这些热量一部分从空气中吸收，一部分则从人体皮肤上吸收，造成皮肤快速冷冻，使皮下毛细血管收缩而停止出血，同时使人感觉不到疼痛，这类似于医学上的局部麻醉。所以球员能在激烈对抗受伤后，经过处理又马上回到场上比赛。当然，这只是应急处理方式，后期仍要进行医学处理。