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本文摘要:近年来,石墨烯成为世界科技界最受关注的新材料之一,包括中国在内的世界各国都在大力开发。实质上,石墨烯不是谜。每次用铅笔画线,都会产生石墨烯的碎片。 非常简单地说,石墨烯是六角形网状融合的碳原子,厚度只有一个碳原子大小,是结构其他碳材料的基本单元。作为科技大国,日本全力开发成功的石墨烯,其进展、做法有点引人注目。石墨烯的优秀特性石墨是生产铅笔芯的材料,是只含碳的物质,用缓慢排序的几层碳原子层冲刷包含。几个世纪前,人们告诉石墨的层状结构,试图分离,但仍然不顺利。

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近年来,石墨烯成为世界科技界最受关注的新材料之一,包括中国在内的世界各国都在大力开发。实质上,石墨烯不是谜。每次用铅笔画线,都会产生石墨烯的碎片。

非常简单地说,石墨烯是六角形网状融合的碳原子,厚度只有一个碳原子大小,是结构其他碳材料的基本单元。作为科技大国,日本全力开发成功的石墨烯,其进展、做法有点引人注目。石墨烯的优秀特性石墨是生产铅笔芯的材料,是只含碳的物质,用缓慢排序的几层碳原子层冲刷包含。几个世纪前,人们告诉石墨的层状结构,试图分离,但仍然不顺利。

2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖罗夫无意识地发现,在普通石墨碎片上用透明胶带粘贴,需要顺利挖出原子厚度的石墨烯。石墨烯太薄,厚度只有0.3nm左右,300万左右石墨烯重合才能超过1mm厚度,所以可以看作是二次元材料。

这种极薄的碳膜具有相当大的潜力,其硬度与钻石保持平整,导电性是硅胶的100倍,剪切强度是钢铁的200倍,常温下化学性质也非常平稳,电子移动速度多达现在找到的任何物质,即使加热和通电,也能保持平稳规则的六角形形状,具有惊人的光学和热学特性,而且完全半透明。由于这种优良的特性,石墨烯的应用在前景非常广阔。如果使用石墨烯生产智能电话和平板电脑,就不必担心屏幕坏了,所以制作的屏幕可以拉链,也可以烫伤。此外,目前石墨烯最有潜力的应用作为硅的替代品,生产超微型晶体管,生产未来的超级计算机。

用石墨烯代替硅,计算机处理器的运行速度不会慢几百倍。正是因为石墨烯的发现产生了物理学和电子工程学的划时代革新,发明者安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖罗夫在2010年获得了诺贝尔奖。刚找到新材料几年就能获得诺贝尔奖,不足以说明这个发现有多重要。地球上的天然石墨含量超过1亿吨,大大发现了新的矿山,是非常丰富的资源。

天然石墨本身就是一种高纯度石墨烯的层积体,所以只要需要高效的挤压天然石墨,就可以大批量生产石墨烯。随着石墨烯的发现,世界研究所开始研究石墨烯材料,日本在研究开发和产业化方面的双轮驱动尤为显着。

研究开发和产业化双轮驱动在日本,大学和研究机构大力开发石墨烯,陆续取得突破性成果。2013年7月,日本古屋大学教授伊丹健一郎领导的研究小组宣布,他们开发出像鞍一样的碳纳米分子,命名为斜纳米石墨烯。

碳分子之间有很多微小的空间,容易溶解在乙醇等有机溶剂中,因此可以使用电子基板作为生产太阳能电池和电子部件等。向溶解这种新型碳纳米分子的溶液太阳光紫外线,该分子可以接受绿色荧光,因此也有望作为以生物光学为代表的医疗领域。


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