美國(guó)哥倫比亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的專家近日取得突破性的研究進(jìn)展，證明碳材料石墨烯是至今所測(cè)量過的強(qiáng)度最高的材料。這一研究成果發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。
石墨烯在開發(fā)納米量級(jí)的裝置與設(shè)備方面具有光明前景。石墨烯由六角形晶格排列的單層石墨原子組成，類似一個(gè)蜂巢。其作為一種二維材料，每個(gè)原子都暴露于表面，卷曲后，可制造出非常有用的微小管狀物———碳納米管。
迄今為止，石墨烯的估計(jì)強(qiáng)度、彈性與斷裂點(diǎn)測(cè)量都要基于復(fù)雜的電腦模擬理論。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試因?yàn)閮蓚�(gè)主要的挑戰(zhàn)而陷入困境：其一，想要在機(jī)械上要抓住石墨烯樣本以測(cè)量其受力延長(zhǎng)非常復(fù)雜；其二，難以制作出足夠小的不具瑕疵的樣本。
而今哥倫比亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)制作出了小到不足以產(chǎn)生瑕疵的樣本，從而回避了測(cè)量面臨的問題。
研究人員表示，該研究確定出石墨烯是至今測(cè)量過的強(qiáng)度最大的材料，比結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度要高200倍。這就好比，需要讓一頭大象站在一支鉛筆上，才能穿破一張保鮮膜厚度的石墨烯薄層。
研究團(tuán)隊(duì)從一塊大石墨晶體上挑揀出微小的石墨烯樣本，使這些樣本的每一單個(gè)原子都處于表面，接著將這些新建的二維樣本置于蝕刻在硅上的小孔上，從而制作出只有一個(gè)原子厚的微型圓形薄膜，石墨烯則因原子間的引力而黏附在硅上。
為了測(cè)試薄膜的強(qiáng)度，科學(xué)家用一個(gè)半徑為200億分之一米、帶有鉆石尖端的原子力顯微鏡來(lái)推動(dòng)薄膜中心。這些每個(gè)直徑約1微米的樣本，因?yàn)闆]有瑕疵，使得科學(xué)家能測(cè)試其彈性與斷裂點(diǎn)的特性。科學(xué)家現(xiàn)已在23種不同的薄膜上收集到超過67個(gè)測(cè)試值。
石墨烯在開發(fā)納米量級(jí)的裝置與設(shè)備方面具有光明前景。石墨烯由六角形晶格排列的單層石墨原子組成，類似一個(gè)蜂巢。其作為一種二維材料，每個(gè)原子都暴露于表面，卷曲后，可制造出非常有用的微小管狀物———碳納米管。
迄今為止，石墨烯的估計(jì)強(qiáng)度、彈性與斷裂點(diǎn)測(cè)量都要基于復(fù)雜的電腦模擬理論。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試因?yàn)閮蓚�(gè)主要的挑戰(zhàn)而陷入困境：其一，想要在機(jī)械上要抓住石墨烯樣本以測(cè)量其受力延長(zhǎng)非常復(fù)雜；其二，難以制作出足夠小的不具瑕疵的樣本。
而今哥倫比亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)制作出了小到不足以產(chǎn)生瑕疵的樣本，從而回避了測(cè)量面臨的問題。
研究人員表示，該研究確定出石墨烯是至今測(cè)量過的強(qiáng)度最大的材料，比結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度要高200倍。這就好比，需要讓一頭大象站在一支鉛筆上，才能穿破一張保鮮膜厚度的石墨烯薄層。
研究團(tuán)隊(duì)從一塊大石墨晶體上挑揀出微小的石墨烯樣本，使這些樣本的每一單個(gè)原子都處于表面，接著將這些新建的二維樣本置于蝕刻在硅上的小孔上，從而制作出只有一個(gè)原子厚的微型圓形薄膜，石墨烯則因原子間的引力而黏附在硅上。
為了測(cè)試薄膜的強(qiáng)度，科學(xué)家用一個(gè)半徑為200億分之一米、帶有鉆石尖端的原子力顯微鏡來(lái)推動(dòng)薄膜中心。這些每個(gè)直徑約1微米的樣本，因?yàn)闆]有瑕疵，使得科學(xué)家能測(cè)試其彈性與斷裂點(diǎn)的特性。科學(xué)家現(xiàn)已在23種不同的薄膜上收集到超過67個(gè)測(cè)試值。
