華裔科學(xué)家發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)物質(zhì)比鉆石還堅(jiān)硬
2008-08-26 來源：中國(guó)聚合物網(wǎng)
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“石墨烯”薄片示意圖
美國(guó)哥倫比亞大學(xué)兩名華裔科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn)，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，竟然比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。這種物質(zhì)不僅可以用來開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料、制造出超堅(jiān)韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”超韌纜線的制造打開了一扇“阿里巴巴”之門，能讓科學(xué)家夢(mèng)寐以求的23000英里長(zhǎng)太空電梯在不久的將來成為現(xiàn)實(shí)！
鉛筆中的石墨是由無數(shù)只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片壓疊形成的，石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)。
自從2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，有關(guān)的科學(xué)研究就從未間斷過。然而直到最近，美國(guó)科學(xué)家才首次證實(shí)了人們長(zhǎng)久以來的懷疑，石墨烯竟是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料！
這一驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是由美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的兩名華裔科學(xué)家李成古和魏小。ㄒ糇g）一起研究得出的，而研究的主要工具之一竟是普通的透明膠帶！李成古說：“為了了解石墨烯的強(qiáng)度，我們首先必須從石墨上剝離出一些石墨烯薄片，于是我們想到了透明膠帶。”科學(xué)家先將“思高牌”膠帶粘在一塊石墨上，然后再撕下來，接著科學(xué)家又將膠帶粘到了一塊面積只有1平方英寸的硅片上，然后再將膠帶從硅片上撕下來，這時(shí)數(shù)千小片石墨都粘到了硅片上，而硅片上則有數(shù)千個(gè)肉眼看不見的小孔。
這時(shí)，科學(xué)家開始采取高科技手段，將硅片放置在電子顯微鏡下進(jìn)行觀察，科學(xué)家花費(fèi)數(shù)天時(shí)間，希望能在硅片小孔上發(fā)現(xiàn)合適的單原子厚的石墨烯薄片。一旦科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些只有100分之一頭發(fā)絲寬度的石墨烯薄片后，他們就開始使用原子尺寸的金屬和鉆石探針對(duì)它們進(jìn)行穿刺，從而測(cè)試它們的強(qiáng)度。讓科學(xué)家震驚的是，石墨烯可能比鉆石還強(qiáng)硬，它的強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還高100倍！
不過科學(xué)家可能仍然需要花費(fèi)數(shù)年甚至幾十年時(shí)間，才能找到一種將石墨轉(zhuǎn)變成大片高質(zhì)量石墨烯“薄膜”的方法，從而可以用它們來為人類制造各種有用的物質(zhì)。
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