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“万能材料”石墨烯全解秘(图)

时间:2021-01-24 00:59 点击次数:
  本文摘要:手机电池只需要几秒钟。史上最厚的灯泡?轻型飞机?关于石墨烯超常应用的新闻经常出现在人们的视野中。也许石墨烯已经成为无所不能的超级材料。 石墨烯是什么?什么特点让它备受推崇?本期解密:石墨烯,新材料之王。石墨烯是指由石墨材料挤压而成的二维晶体,由碳原子组成,只有一个原子厚度。2004年,物理学家安德烈?盖姆和康斯坦丁?Novoselos,成功地从石墨中分离出石墨烯,证实了它是可以分离的,不存在的,于是他们共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。

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手机电池只需要几秒钟。史上最厚的灯泡?轻型飞机?关于石墨烯超常应用的新闻经常出现在人们的视野中。也许石墨烯已经成为无所不能的超级材料。

石墨烯是什么?什么特点让它备受推崇?本期解密:石墨烯,新材料之王。石墨烯是指由石墨材料挤压而成的二维晶体,由碳原子组成,只有一个原子厚度。2004年,物理学家安德烈?盖姆和康斯坦丁?Novoselos,成功地从石墨中分离出石墨烯,证实了它是可以分离的,不存在的,于是他们共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯本质上并不存在于自然界,而是不能以单层结构挤出。

石墨烯就是石墨,薄至1 mm的石墨包括大约300万层石墨烯。铅笔在纸上用力摩擦,可能会留下几层甚至一层石墨烯。石墨烯的出现是一件有趣的事情。

当时,盖姆把许多块低定向浸渍石墨和一台先进的抛光机交给了一位新来的中国博士生,希望他能把薄膜做得尽可能厚。三周后,博士生给了盖姆一个10微米的培养皿。盖姆生气地回答,他能把它磨得更厚吗?博士生说:那你可以自己试试。

盖姆不得不自己动手,但他用了一种非常土的方法。他用透明胶带贴在石墨上,这样胶带上就不会有石墨层变硬。胶带对折后,很难突破,两端都涂上石墨层,再次加厚。

如此反复多次,当厚度只有一个碳原子时,就制成了石墨烯。在石墨烯被发现之前,大多数物理学家指出,热力学波动不能让任何二维晶体在有限的温度下消失。

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因此,它的发现立刻震惊了会聚物理学的学术界。虽然理论界和实验界都指出最终的二维结构不可能在非绝对零度下稳定存在,但在实验中还是产生了单层石墨烯。


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