石墨烯是單層原子厚的石墨薄片。2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈·海姆等人,使用膠帶從石墨晶體上一層層剝離并制備出了僅由一層碳原子構(gòu)成的石墨烯。石墨烯是已知最堅(jiān)固的材料之一,且作為單質(zhì),它在室溫下傳遞電子的速度比其他已知導(dǎo)體都快,具有很好的導(dǎo)電性,因此在太陽(yáng)能電池、傳感器等方面具有廣泛的應(yīng)用。自問(wèn)世之日起,石墨烯就引起了全世界的研究熱潮。
研究論文的作者之一、萊斯大學(xué)化學(xué)和分子生物學(xué)家馬特奧·帕斯夸里表示,石墨能夠溶解在一種名為氯磺酸的超強(qiáng)酸中。研究人員在測(cè)量溶液時(shí)驚喜地發(fā)現(xiàn),石墨中單個(gè)的石墨烯薄層會(huì)在溶液中自然剝落開(kāi)來(lái)。
帕斯夸里表示,目前,有很多高效的方法可以制造氧化石墨烯,其導(dǎo)電性與石墨烯相比相形見(jiàn)絀,而制造純粹的石墨烯的方法還比較少,而且效率都不高,利用新方法則可得到大量純石墨烯。
該研究團(tuán)隊(duì)表示,每升酸溶液中可溶解兩克石墨烯。使用高濃度的、含有石墨烯的溶液,科學(xué)家們制造出了透明的薄膜。該導(dǎo)電薄膜制成的觸摸屏成本要低于目前智能手機(jī)上使用的觸摸屏。此外,研究人員還利用該方法制造出了液晶。
石墨烯不僅可用來(lái)開(kāi)發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料、超堅(jiān)韌的防彈衣,甚至能讓科學(xué)家夢(mèng)寐以求的2.3萬(wàn)英里長(zhǎng)太空電梯成為現(xiàn)實(shí)。該論文的另一個(gè)作者、美國(guó)萊斯大學(xué)的化學(xué)家詹姆士·圖爾表示,如果這種方法被證明可用以成批制造石墨烯光纖,將能降低超堅(jiān)固炭素復(fù)合材料的成本,炭素復(fù)合材料在航空航天、汽車和建筑等領(lǐng)域具有廣泛的用途。
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