??2004年,英國劍橋大學(xué)科斯提亞·諾沃舍洛夫博士和安德烈·蓋姆教授通過用膠帶反復(fù)剝離石墨薄片的方法,得到了穩(wěn)定存在的石墨烯。
石墨烯的發(fā)明者:安德烈·蓋姆(左)與科斯提亞·諾沃舍洛夫(右) | 來源:網(wǎng)絡(luò)
接著,他們又以親手制作的石墨烯為原料,把石墨烯制成只有1個原子厚、10個原子寬的薄膜帶,成為世界上最薄的“納米帶”,他們認(rèn)為這是制作單分子晶體管的首選材料,并首次為單分子晶體管起名為“量子點”。
在隨后的3年里,他們在單層和雙層石墨烯體系中,分別發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng),隨即又發(fā)現(xiàn)了常溫條件下的量子霍爾效應(yīng)。
2008年1月7日,他們將這一成果以“石墨烯納米帶:多體效應(yīng)的功能”為題,發(fā)表在《物理評論》雜志上。
由于石墨烯材料的發(fā)明,以及相關(guān)量子效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),諾沃舍洛夫和蓋姆獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎。
石墨烯由單層碳原子組成,碳原子像蜂巢那樣組成六角形的格網(wǎng),整齊而有序地沿著二維延展開來,使它具有奇特的物理、化學(xué)和電子特性,堪稱“材料之王”。
它是最薄的材料,只有一個原子厚,1毫米的石墨大約含有300萬層石墨烯;它也是最強韌的材料,其抗斷裂的強度比最好的鋼還要高出200倍;它具備最好的彈性,拉伸的幅度可以達到自身尺寸的20%;它的柔軟度超過橡膠,可以任意彎曲而不易折斷;它是最透明的材料,幾乎能百分之百毫無吸收地透光,但它又十分致密,即使最小的氣體分子氮原子,也無法穿透;它的導(dǎo)電性最好,電子在其上穿行速度可達光速的1/300;更難以想象的是,雖然石墨是最軟的礦物質(zhì),隱在其中的石墨烯的硬度竟然超過了金剛石!
除此以外,它還具有多種優(yōu)良的光敏、熱敏等半導(dǎo)體特性。
石墨烯將最薄、最堅硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱最強、最有彈性和韌性、最透明、最致密等極端特性集于一身, 給現(xiàn)今的各個技術(shù)領(lǐng)域帶來了無限的希望,因而被稱為“稀世黑金”。
科學(xué)家預(yù)言,石墨烯的問世將“徹底改變21世紀(jì)”。
被預(yù)言將要改變?nèi)祟愂澜绲男虏牧稀笆?| 來源:網(wǎng)絡(luò)
本文轉(zhuǎn)載于《科學(xué)歷2018科學(xué)史上的今天》,由科學(xué)π工作室編著,清華大學(xué)出版社出版。
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