科学的发展总是主宰着人类前进的步伐,尤其是一些能改变和推动人类进步的新资源的研发,显得尤为重要,石墨烯的产生就是其中的一种。据美国媒体报道在干冰中燃烧金属镁的反应实验能大批量制出石墨烯,这一消息在科学界引起媒体的广泛关注。
石墨烯晶体结构
生产石墨烯的新方式是如何发现的
有的科学成果,是科学家耗尽一生的精力,才得以拥有;有的却很容易得到,石墨烯的发现,就像中国有句古话:“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。”那是一个偶然的机缘,就像奥斯曼说,他的研究小组原本想通过这种方法生产单壁碳纳米管,但最终却无心插柳地分离出了多层石墨烯,这让他们感到非常吃惊。科学家获悉在干冰中燃烧纯金属镁可以大批量的制出石墨烯材料了,成功的解决了被认为是最有可能取代硅的电子材料大量需求的难题。
是谁最先发现石墨烯的大批量简单生产方式
石墨烯的生产方法有机械方法和化学方法,但是都较为复杂或有危险性。美国北伊利诺伊大学的科学家阿马蒂亚-查克拉巴蒂,在6月出版的《材料化学》杂志上发表论文说:“这是一个非常简单的技术,科学家早有实验发现,在二氧化碳中燃烧金属镁可产生碳,但是在我们之前,并未见有科学家报告或证实这种碳其实主要由多层石墨烯构成。”这种合成工艺具有生产大量多层石墨烯的潜力,负责该项研究的北伊利诺伊大学化学及生物化学教授纳拉扬-奥斯曼也说。
干冰在镁中燃烧
学校实验室里也能制造石墨烯
石墨烯的发明人,被授予诺贝尔奖,可见这个发明多么重要。人们往往习惯于用繁琐工艺和高精度设备制造新材料,而用胶带在石墨上粘下薄薄的一层便可解决问题,这在一般人看来,简单得不可思议,但真理就是掌握在少数人手里,也许这就是聪明的科学家们与常人不同之处吧。如今科学家发现,要大批量生产这种潜力无限的新材料,只需在干冰二氧化碳里燃烧镁条反应便可得到,原来是如此的简单。谁能想到中学的实验室里,本来是给学生演示的实验,用来证明镁的易燃性的,也可以诞生工业界最前沿的物质结构,通过在干冰中燃烧纯金属镁的方式就能够直接将二氧化碳转化成多层石墨烯(厚度小于10个原子),的确令人惊奇。
有望在现代电子科技领域引发一轮革命
人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,这是目前世界上最薄的材料,仅有一个碳原子厚。与所有其他已知材料不同的是,它高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好。此外,石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体,石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好,它将广泛应用于我们的手机、电脑和电池,与我们紧密的联系一起,未来我们的生活也会因此而变得简单,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。
石墨烯的成功制备,曾在科学界激起了巨大的波澜,也让美国科学家海姆和诺沃肖洛夫获得了诺贝尔奖。是最有可能取代硅的电子材料,由于该项目应用领域极其广泛,因此需要大批量的生产,目前虽然有多种方法可以制备石墨烯,但不少都需要利用危险的化学品,技术也较为繁琐。相比之下,通过在干冰中燃烧纯金属镁的方式简单、环保且成本低廉。