揭膠條揭出來(lái)的石墨烯，開(kāi)始成為手機(jī)上的黑科技

揭膠條揭出來(lái)的石墨烯，開(kāi)始成為手機(jī)上的黑科技

“石墨烯”一詞從去年開(kāi)始越來(lái)越多的出現(xiàn)在不少智能手機(jī)的產(chǎn)品曝光信息中，從目前的消息來(lái)看，石墨烯電池將有望今年在手機(jī)中得以應(yīng)用，未來(lái)還將在折疊手機(jī)、透明顯示屏上得以應(yīng)用。不過(guò)，石墨烯材料對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)還是一個(gè)名字熟悉，概念陌生的事物，想要了解石墨烯，還要先從初中課本中的同素異形體說(shuō)起。



揭膠條揭出來(lái)的石墨烯

中學(xué)的化學(xué)課程中，每個(gè)學(xué)生都學(xué)過(guò)關(guān)于同素異形體的課程，對(duì)于碳元素來(lái)說(shuō)，由于排列結(jié)構(gòu)的不同，而形成完全不同性質(zhì)的物體。比如，經(jīng)常出現(xiàn)的一道考題便是，讓學(xué)生在選項(xiàng)中多選同素異形體，其中自然有碳14、鉛筆尖、鉆石，三者均由碳元素組成，只不過(guò)由于排列結(jié)構(gòu)不同，所以產(chǎn)生完全不同的物理特性。

例如金剛石的結(jié)構(gòu)為等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鉆石，碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無(wú)限的三維骨架，是典型的原子晶體，從而也形成了穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，間接使金剛石獲得了硬度大，熔點(diǎn)極高，不導(dǎo)電的特性。

再來(lái)看石墨的結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子一個(gè)平面，同時(shí)每個(gè)平面一層一層的相互平行鏈接，同時(shí)也讓石墨具備了柔軟、導(dǎo)電導(dǎo)熱、可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)。



顯然，如果能讓石墨變得更加結(jié)實(shí)牢固穩(wěn)定，在各種應(yīng)用中可以有著更大的發(fā)揮空間，但通過(guò)同素異形體的邏輯，石墨的碳原子結(jié)構(gòu)也需要做出改變。在2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫用膠帶粘在石墨上，然后撕下來(lái)，發(fā)現(xiàn)膠帶上粘上了一層薄薄的石墨片，使用此方法反復(fù)，最終粘出了一個(gè)單層的石墨，即僅有一層原子，人類首次成功在石墨中剝離出了石墨烯，兩位教授也因此獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

從結(jié)構(gòu)上看，石墨烯就是將原本擁有多個(gè)平面結(jié)構(gòu)的石墨，變?yōu)榱藘H剩一層平面結(jié)構(gòu)，由于厚度僅為一個(gè)原子，也讓石墨烯可以稱之是在這個(gè)三維世界中的一個(gè)二維材料，所以也為稱為“二維碳材料”。這樣的結(jié)構(gòu)讓石墨烯具備了超強(qiáng)的物理特性，首先它是目前已知強(qiáng)度最高的材料，由于是二維材料，也完全不受彎折的影響，具有很好的韌性，在較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率約為2．3％，看上去幾乎是透明的。同時(shí)，還有不錯(cuò)的導(dǎo)電性及很好的熱傳導(dǎo)性。

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