神奇材料石墨烯又一次用自己特異的“變身”功能令科學(xué)家大吃一驚。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月13日報(bào)道，美國麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將石墨烯片放在不同的基底上時(shí)，其基本性質(zhì)，比如導(dǎo)電性能以及與其他物質(zhì)之間的化學(xué)作用等，會(huì)隨著基底材料的性質(zhì)不同而發(fā)生顯著變化。該研究成果發(fā)表于本周的《自然·化學(xué)》雜志上。
由于石墨烯只有一個(gè)原子厚，科學(xué)家在實(shí)踐中往往將其他材料放在下面為其提供支撐。當(dāng)被覆蓋的材料是電子行業(yè)常用的二氧化硅時(shí)，石墨烯與某些特定的化學(xué)物質(zhì)接觸，便可以輕而易舉地被“賦予特定功能”；但如果將支撐材料換成氮化硼，面對(duì)同樣的化學(xué)物質(zhì)，它幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
“這是非常違反直覺的。”研究論文的高級(jí)作者、麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授邁克爾·斯特拉諾說，“你可以根據(jù)基底材料，來關(guān)閉和打開石墨烯形成化學(xué)鍵的能力。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯之所以會(huì)改變性質(zhì)，原因在于它太薄了，反應(yīng)方式會(huì)受到下層材料中原子的電場的強(qiáng)烈影響。這意味著，可以在一個(gè)微影圖案基底上覆蓋一層石墨烯來制造一個(gè)設(shè)備，微影圖案基底的一部分區(qū)域?yàn)槎趸瑁硪徊糠譃榈鹜繉樱┑幕瘜W(xué)行為將根據(jù)隱藏的圖案而發(fā)生變化。
該論文的主要作者、麻省理工學(xué)院博士后王清華（音譯）說：“你可以讓一種生物標(biāo)志物的不同分子（與石墨烯表面的這些區(qū)域）互動(dòng)，而不破壞生物分子本身。”這有助于制造用以檢測微量生物或化學(xué)物質(zhì)的傳感器的微陣列，因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)制造這種帶圖案表面的技術(shù)都涉及到高溫和反應(yīng)溶劑的使用，會(huì)破壞這些敏感的生物分子。
斯特拉諾說，石墨烯最終甚至可以成為許多材料的保護(hù)涂層，比如，當(dāng)它與銅黏合在一起時(shí)，可以完全消除銅的金屬氧化現(xiàn)象，使其免遭腐蝕。
斯特拉諾說，很多化學(xué)家都對(duì)石墨烯在不同條件下看似變化莫測的反應(yīng)迷惑不解，他們提出了這種新的電子轉(zhuǎn)移理論，將石墨烯的行為解釋為受到基底材料的影響，這種新的認(rèn)識(shí)也可以用來預(yù)測石墨烯在其他基底材料上的特性。王清華也認(rèn)為，其他研究團(tuán)隊(duì)可以從中獲得靈感，探索更多基底材料，來努力優(yōu)化石墨烯的表現(xiàn)。
萊斯大學(xué)化學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授詹姆斯·圖爾說：“這是首個(gè)關(guān)于基底材料對(duì)石墨烯化學(xué)反應(yīng)活性影響的系統(tǒng)性研究，進(jìn)行得非常周密，結(jié)論極具說服力。”
由于石墨烯只有一個(gè)原子厚，科學(xué)家在實(shí)踐中往往將其他材料放在下面為其提供支撐。當(dāng)被覆蓋的材料是電子行業(yè)常用的二氧化硅時(shí)，石墨烯與某些特定的化學(xué)物質(zhì)接觸，便可以輕而易舉地被“賦予特定功能”；但如果將支撐材料換成氮化硼，面對(duì)同樣的化學(xué)物質(zhì)，它幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
“這是非常違反直覺的。”研究論文的高級(jí)作者、麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授邁克爾·斯特拉諾說，“你可以根據(jù)基底材料，來關(guān)閉和打開石墨烯形成化學(xué)鍵的能力。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯之所以會(huì)改變性質(zhì)，原因在于它太薄了，反應(yīng)方式會(huì)受到下層材料中原子的電場的強(qiáng)烈影響。這意味著，可以在一個(gè)微影圖案基底上覆蓋一層石墨烯來制造一個(gè)設(shè)備，微影圖案基底的一部分區(qū)域?yàn)槎趸瑁硪徊糠譃榈鹜繉樱┑幕瘜W(xué)行為將根據(jù)隱藏的圖案而發(fā)生變化。
該論文的主要作者、麻省理工學(xué)院博士后王清華（音譯）說：“你可以讓一種生物標(biāo)志物的不同分子（與石墨烯表面的這些區(qū)域）互動(dòng)，而不破壞生物分子本身。”這有助于制造用以檢測微量生物或化學(xué)物質(zhì)的傳感器的微陣列，因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)制造這種帶圖案表面的技術(shù)都涉及到高溫和反應(yīng)溶劑的使用，會(huì)破壞這些敏感的生物分子。
斯特拉諾說，石墨烯最終甚至可以成為許多材料的保護(hù)涂層，比如，當(dāng)它與銅黏合在一起時(shí)，可以完全消除銅的金屬氧化現(xiàn)象，使其免遭腐蝕。
斯特拉諾說，很多化學(xué)家都對(duì)石墨烯在不同條件下看似變化莫測的反應(yīng)迷惑不解，他們提出了這種新的電子轉(zhuǎn)移理論，將石墨烯的行為解釋為受到基底材料的影響，這種新的認(rèn)識(shí)也可以用來預(yù)測石墨烯在其他基底材料上的特性。王清華也認(rèn)為，其他研究團(tuán)隊(duì)可以從中獲得靈感，探索更多基底材料，來努力優(yōu)化石墨烯的表現(xiàn)。
萊斯大學(xué)化學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授詹姆斯·圖爾說：“這是首個(gè)關(guān)于基底材料對(duì)石墨烯化學(xué)反應(yīng)活性影響的系統(tǒng)性研究，進(jìn)行得非常周密，結(jié)論極具說服力。”
