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首发:~第38章 星辰学子的论文,投稿星辰期刊!
如此薄的石墨烯。
让科学界很难制备出单层石墨烯。
正因如此。
石墨烯一直被科学界认为,是一种只存在于理论中,无法在实验室获得的材料。
因为石墨烯是由碳原子构成的单层碳片,呈蜂窝图案的六边形平面晶格相互连接。
尽管碳原子之间通过共价键连接,但在室温下,碳原子的强烈热振动将导致单层碳原子无法稳定存在,最终分解成微小的球状结构。
问题来了!
孟超究竟是怎么做到的呢?
韩立新屏住呼吸,继续阅读论文。
文章里提到。
孟超在实验室一筹莫展之际,突然灵光一闪。
他注意到平常的实验里。
往往会先用透明胶带,把石墨上不必要的杂质粘掉,从而分离出新鲜、干净的表面。
这是扫描隧道显微镜研究里的一项标准技术。
但孟超心里想。
透明胶带,既然能把石墨上的杂质粘掉,那能否粘掉一些石墨的残渣,从而粘出一些单层石墨烯呢?
他想到就做。
用透明胶带反复粘贴和撕开石墨片,破坏石墨层间的范德华力。
通过这种方法,每次都会使石墨片变得更薄,直到最后剩下单层的石墨烯。
这个方法,听上去很荒谬,但非常有效!
具体实验过程里。
孟超将石墨片,从高定向热解石墨上剥离,然后将石墨片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就可以把它一分为二。
只要一直重复这个操作。
最终就会让石墨片,变得越来越薄,最终得到一个只有一层碳原子的薄片——石墨烯!
单层石墨烯被制备而出后。
孟超用显微镜和光谱仪来鉴定它们。
鉴定结果显示。
单层的石墨烯,在显微镜下,会呈现出淡棕色。
多层的石墨烯,在显微镜下,会呈现出深棕色或者黑色。
单层的石墨烯,在光谱仪上,会显示出特殊的波形。
多层的石墨烯,在光谱仪上,没有特殊的波形。
最终,孟超确定自己制备出单层石墨烯,把不可能化作可能!
……
看到这里。
韩立新赞叹不已。
他看向眼前站着的孟超,钦佩道:“小孟,你很有创造力,竟然用这种方式,分离出单层石墨烯,真是了不起!”
见教授夸赞。
孟超挠了挠头。
青涩的脸庞上,出现一种含羞的情绪。
他谦虚的说道:“韩教授,我也只是运气好,抱着试试看的态度,没想到真的成功了!”
“小孟,你不必自谦!”
韩立新摆摆手,直言道:“科学领域的发现,有时候就是如此简单而美妙。
你用一种我们日常随处可见的透明胶带,却制备出科学界谁也无法制备出的单层石墨烯,向世界揭示一种我们从未见过的材料。
同时,你让物理科学界看到一个全新的二维世界,以及一个充满奇迹和可能性的世界!”
……
接下来。
韩立新继续阅读孟超的论文。
文章里提到。
单层石墨烯制备而出后。
孟超对其进行一系列研究。
他发现石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料,具有独特的物理和化学性质。
作为世界上第一个二维材料。
石墨烯具有极强的强度,强度是钢的200倍,导电性优于银,导热性优于铜,并且是世界已知最薄、最轻、最硬的材料。
由于种种特性。
石墨烯对物理学基础研究,有着特殊意义。
比如,二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种特性让石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向。
比如,单层石墨烯的电子结构,可以调变其表面的活性,从而衍生出一系列半导体领域的变革。
比如,石墨烯的特性,可以应用于化学传感器、感光元件、晶体管、显示屏、新能源电池、储氢材料、航空航天、军工、生物、复合材料等海量领域,从而掀起新的材料革命。
整篇论文看下来。
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