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科普|石墨烯到底是什么?

近几年石墨烯这种材料突然变得很火,经常在电视上或者网上看见各种石墨烯技术进步的研究成果,比如我就记得在《天天向上》里面看到过一个大学生,就是搞石墨烯的,那好像是第一次听到这种材料的名字,当时听他介绍感觉很有前途,那么这个神秘的石墨烯到底是个什么东西呢?它和石墨又有什么关系?

科普|石墨烯到底是什么?

石墨烯,光从名字来看肯定和石墨有关,没错,如果是厚1mm的石墨,其中大约包含有300万层石墨烯。在2004年时, 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫当时正在研究的课题是如何获得单层的石墨,并且想到了个非常简单且有意思的办法,他们撕下来一条特殊的胶,然后将从高定向热解石墨中剥离出来的石墨片用这条胶带夹住,然后撕开,石墨片就会一分为二,不断的重复这样的操作。石墨片就越来越薄,最后他们成功得到了仅由一层碳原子构成的石墨烯。

科普|石墨烯到底是什么?

在当时引起了不小的轰动,因为科学家普遍认为在我们生活的三维环境中不可能出现一种二维结构的材料,但是毕竟人家已经试验出了结果,因此也就认可了石墨烯的存在,并且后来还研发出了双层石墨烯、少层石墨烯与多层石墨烯,更加强了材料的的种种性能。

科普|石墨烯到底是什么?

墨烯能在学术界和日常生活中如此出名,就是因为他本身蕴含的特性,对我们现在的科技进步有极大的帮助。首先,它的硬度非常强,大家都知道,现在大到汽车,小到球拍用的大多都是碳纤维材料,因为硬度强,重量轻,而石墨烯可相当于超强版碳纤维;其次它的导电与导热性能也非常强,作为一个非金属材料,它比金属银的导热性要好太多,且导电性仅次于金属银;最后,由化学键结合为六边形的单层结构更使得它具有很好的拉伸性。

这一系列的特性,对我们的科技与生活的帮助是非常大的,比如说以后的汽车重量更轻,硬度更大,它的导电性会让生活中电子设备的电池与充电方面有很大提升,它的导热性会让我们可以不再为因导热不良而无法长时间使用大功率超高速计算机而烦恼。

石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但是已成为今年学者研究的热点。其优异的光学、电学、力学、热学性质促使研究人员不断对其深入研究,随着石墨烯的制备方法不断被开发,石墨烯必将在不久的将来被更广泛的应用到各领域中。

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