石墨烯—改變世界的新材料

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    石墨烯—改變世界的新材料。
    我們每個(gè)人都有使用鉛筆的經(jīng)歷,，但幾乎沒有人意識(shí)到當(dāng)我們用鉛筆在紙上留下字跡的同時(shí)也不知不覺地制造出了很有可能在不久的將來改變?nèi)祟惿�活的新材料。這種目前在科學(xué)界最熱門的材料就是石墨烯,。顧名思義,，石墨烯與石墨有緊密的聯(lián)系,。我們知道,，石墨是一類層狀的材料,，它是由一層又一層的二維平面碳原子網(wǎng)絡(luò)有序堆疊而形成的。由于層間的作用力較弱，因此石墨層間很容易互相剝離,，形成薄的石墨片,，這也正是鉛筆能在紙上留下痕跡的原因。這樣的剝離存在一個(gè)最小的極限,，那就是單層的剝離,，即形成厚度只有一個(gè)碳原子的單層石墨，這就是石墨烯,。但長久以來,，科學(xué)家們從理論上一直認(rèn)為這種純粹的二維晶體材料是無法穩(wěn)定存在的，一些試圖制備石墨烯的工作也均以失敗而告終,。直到2004年,，英國曼徹斯特大學(xué)的A. Geim教授及其合作人員憑借極大的耐心與一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)氣終于如大海撈針般首次發(fā)現(xiàn)了石墨烯。他們采取的手段與鉛筆寫字有異曲同工之妙,，即通過透明膠帶對石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終通過顯微鏡在大量的薄片中尋找到了理論厚度只有0.34納米（約為頭發(fā)直徑的二十萬分之一）的石墨烯,。這一發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界引起了巨大的轟動(dòng),，不僅是因?yàn)樗�打破了二維晶體無法真實(shí)存在的理論預(yù)言，更為重要的是石墨烯的出現(xiàn)帶來了眾多出乎人們意料的新奇特性,，使它成為繼富勒烯和碳納米管后又一個(gè)里程碑式的新材料,。而Geim教授也憑借這一發(fā)現(xiàn)獲得了2008年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的提名。

! W9 @& ~/ Q9 J) z! p4 @　　石墨烯這一目前世界上最薄的物質(zhì)首先讓凝聚態(tài)物理學(xué)家們驚喜不已,。由于碳原子間的作用力很強(qiáng),，因此即使經(jīng)過多次的剝離，石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)依然相當(dāng)完整,，這就保證了電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移,，其遷移速率為傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料的數(shù)十至上百倍。這一優(yōu)勢使得石墨烯很有可能取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎(chǔ)材料而廣泛應(yīng)用于高性能集成電路和新型納米電子器件中,。目前科學(xué)家們已經(jīng)研制出了石墨烯晶體管的原型,，并且樂觀地預(yù)計(jì)不久就會(huì)出現(xiàn)全由石墨烯構(gòu)成的全碳電路并廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。此外,，二維石墨烯材料中的電子行為與三維材料截然不同,，無法用傳統(tǒng)的量子力學(xué)加以解釋，而必須運(yùn)用更為復(fù)雜的相對論量子力學(xué)來闡釋,。因此石墨烯為相對論量子力學(xué)的研究提供了很好的平臺(tái),，而在這之前科學(xué)家們只能在高能宇宙射線或高能加速器中對該理論進(jìn)行驗(yàn)證，如今終于可以在普通環(huán)境下輕松開展研究了,。

# P! ^& d6 y. s" }) v( X2 T　　石墨烯還具有超高的強(qiáng)度,，碳原子間的強(qiáng)大作用力使其成為目前已知的力學(xué)強(qiáng)度最高的材料，并有可能作為添加劑廣泛應(yīng)用于新型高強(qiáng)度復(fù)合材料之中。石墨烯良好的導(dǎo)電性及其對光的高透過性又讓它在透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用中獨(dú)具優(yōu)勢,，而這類薄膜在液晶顯示以及太陽能電池等領(lǐng)域至關(guān)重要,。另外，石墨烯在高靈敏度傳感器和高性能儲(chǔ)能器件方面也已經(jīng)展示出誘人的應(yīng)用前景,�,？梢哉f，石墨烯的出現(xiàn)不僅給科學(xué)家們提供了一個(gè)充滿魅力與無限可能的研究對象,，更讓我們對其充滿了期待,，也許在不久的將來，石墨烯就會(huì)為我們搭建起更加便捷與美好的生活,。

+ o5 e6 a$ q0 `% w2 H) l　　看了以上的介紹,，如果你對石墨烯產(chǎn)生了興趣的話，不妨也可以嘗試著DIY一下,。其實(shí)很簡單,，只要你一點(diǎn)石墨、有一卷膠帶和一臺(tái)顯微鏡就可以了,，當(dāng)然還要加上足夠的耐心,。好了，現(xiàn)在你就可以像Geim教授一樣開始在科學(xué)世界中的探索了,。
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　　英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因在石墨烯方面的研究榮獲２０１０年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。
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albert.tang

石墨烯搞不好就是下一個(gè)納米材料,。

lgliang_429

不是說華為已經(jīng)研究出成果，用在新電池上,，充電只要幾秒,，已經(jīng)開始商業(yè)化了！,！

majingfeng

央視科教頻道介紹過石墨烯 俺國在石墨烯研究方面還是很有造詣滴

面壁深功

碳的體面積那么大,，說不定在什么時(shí)候爆出個(gè)吃不盡的蛋白質(zhì)來

看對做對cg

學(xué)習(xí)了解，謝謝分享

悅耳

學(xué)習(xí)了

蟄蜂讜羽

貌似懂了一點(diǎn)點(diǎn),。