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最牢固材料石墨烯 諾貝爾物理獎(jiǎng)得主的神奇發(fā)現(xiàn)

2010年10月05日20:33 | 中國(guó)發(fā)展門(mén)戶(hù)網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫(xiě)信 字號(hào)：T|T
關(guān)鍵詞： 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 諾貝爾 物理學(xué)獎(jiǎng) 石墨烯 材料

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石墨烯結(jié)果示意圖

????英國(guó)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?yàn)榘l(fā)現(xiàn)石墨烯這種世界上最牢固的材料而獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

????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)。這種石墨晶體薄膜的厚度只有0.335納米，把20萬(wàn)片薄膜疊加到一起，也只有一根頭發(fā)絲那么厚。它是2004年由曼徹斯特大學(xué)的科斯提亞·諾沃謝夫和安德烈·蓋姆小組首先發(fā)現(xiàn)的。

??? 用石墨烯制成包裝袋能承受兩噸重物品

????美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的一支物理學(xué)研究小組宣布，大量的試驗(yàn)結(jié)果顯示，發(fā)現(xiàn)于2004年的石墨烯是現(xiàn)在世界上已知的最為牢固的材料。

????哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家對(duì)石墨烯的機(jī)械特性進(jìn)行了全面的研究。在試驗(yàn)過(guò)程中，他們選取了一些之間在10－20微米的石墨烯微粒作為研究對(duì)象。研究人員先是將這些石墨烯樣品放在了一個(gè)表面被鉆有小孔的晶體薄板上，這些孔的直徑在1－1.5微米之間。之后，他們用金剛石制成的探針對(duì)這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，以測(cè)試它們的承受能力。

??? 研究人員發(fā)現(xiàn)，在石墨烯樣品微粒開(kāi)始碎裂前，它們每100納米距離上可承受的最大壓力居然達(dá)到了大約2.9微牛。據(jù)科學(xué)家們測(cè)算，這一結(jié)果相當(dāng)于要施加55牛頓的壓力才能使1米長(zhǎng)的石墨烯斷裂。如果物理學(xué)家們能制取出厚度相當(dāng)于普通食品塑料包裝袋的（厚度約100納米）石墨烯，那么需要施加差不多兩萬(wàn)牛的壓力才能將其扯斷。換句話(huà)說(shuō)，如果用石墨烯制成包裝袋，那么它將能承受大約兩噸重的物品。

??? 石墨烯可能引發(fā)電子工業(yè)革命

????哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家們還強(qiáng)調(diào)，除了異常的牢固之外，石墨烯還具有奇特一系列獨(dú)一無(wú)二的特性。據(jù)悉，石墨烯還是目前已知的導(dǎo)電性能最出色的材料，這使其在微電子領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。有專(zhuān)家指出，如果用石墨烯制造微型晶體管將能夠大幅度提升計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

????目前，集成電路晶體管普遍采用硅材料制造，當(dāng)硅材料尺寸小于10納米時(shí)，用它制造出的晶體管穩(wěn)定性變差。而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個(gè)分子大小的單電子晶體管。此外，石墨烯高度穩(wěn)定，即使被切成1納米寬的元件，導(dǎo)電性也很好。因此，石墨烯被普遍認(rèn)為會(huì)最終替代硅，從而引發(fā)電子工業(yè)革命。

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