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首先科普一下,石墨是一类层状的材料,每层都是多个六边形碳环的蜂巢式排列,但由于层间作用力较弱,因此石墨层间容易互相剥离(所以咱脆弱的铅笔芯老断- -#),剥离后形成薄的石墨片(于是在纸上留下痕迹)。但是,这样的剥离存在一个很小的极限,那就是单层的剥离,即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨,这就是石墨烯。& ~; Y6 v1 [8 e$ ?
石墨烯在2004年被首次发现,现在的研究都集中寻找得到大片高质量石墨烯“薄膜”的方法,从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。最近,RICE大学James Tour实验室的研究者用甜甜的蔗糖得到了令人欢喜的结果。
2 M7 S6 S4 o3 k他们最开始用有机玻璃(PMMA)作为固态碳源,后来用蔗糖,发现更加简单。在一个高温、低气压的严酷环境中,在1平方厘米的铜箔上,静静地躺着10毫克的蔗糖(马上就要大刑伺候),接着,氢气和氩气一涌而出在蔗糖表面流淌,同时铜箔起着催化剂的作用,上下夹攻10分钟之后,蔗糖就会乖乖就范,很快地转变成了单层石墨。
2 B( k% R' @4 Y$ p2 E+ W% Q按理说,鉴于这些物质的化学性质,它们的结合应该在结构上有缺陷,但是Sun惊奇的发现,这种缺陷在在石墨烯形成的时候被自动修复了。
* N+ {& T; @0 _5 V3 F用类似的方法还可以得到带有掺杂的石墨烯,这时,万恶的三聚氰胺(C3N6H6)在这里作为重要的掺杂剂出场了,和PMMA混合后在上述类似条件下反应,只需要在大气压力下,就能得到氮掺杂石墨。
9 z( D( f/ W- Y; v6 p, h补充知识 :作为当下最热的新材料,石墨烯的潜力是相当强大的。先说说它神奇的一个特性,如果只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层,覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,你猜有多费?那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿。神奇的石墨烯的各种好特性,使得快速充电的电池、 容量超高的电容、 能检测单个污染物分子的污染探测器、 能用于量子计算机的特殊元件等成为可能。总的来说就是特殊材料成就高科技。% ?3 U5 c! _- O8 p* z; j
- p5 ]& N# f5 X2 B- v: z来源: gizmag南通0 |