僅一個原子厚最薄材料問世 硬度勝過鉆石?

　　【中國幕墻網 07月30日 記者小靜】世界各地的科研實驗室已經生成最新材料石墨烯(Graphene)，這是一種二維晶體，厚度只有一個原子的直徑，但是它比鉆石還硬，傳輸電流的速度比電腦芯片里的硅元素快100倍。這項重大發現讓物理學家、化學家和電子工程師興奮不已。

　　英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈?杰姆(Andre Geim )在6月19日發表的《科學》雜志上寫道：“它是目前已知的世界上最薄的材料，也是有史以來見過的最結實的材料。”美國奧斯汀市(Austin)德州大學研究石墨烯的研究人員洛德?拉夫(Rod Ruoff)在電子郵件上寫道：“幾克這種材料就能覆蓋整個足球場。”一克大約相當于三十分之一盎司。

　　石墨烯跟鉆石一樣，都是純碳。它由六邊形網狀原子構成，通過電子顯微鏡觀察，它看起來很像蜂巢或者一塊細鐵絲網。雖然它很結實，但是柔韌性跟塑料包裝一樣好，可以隨意彎曲、折疊或者像卷軸一樣卷起來。鉛筆里的筆芯——石墨是由堆疊在一起的石墨烯制成的。雖然每層石墨烯都很堅韌，但是層與層之間的連接非常不牢固，因此當你用鉛筆寫字時，紙上就會留下一道黑印。

　　石墨烯的潛在應用方向包括觸摸屏、太陽能電池、能量儲存裝置、手機和高速電腦芯片。然而杰姆表示，要用這種材料取代電腦芯片里的基本電子材料硅，還需要很長時間。5年前他第一個發現如何制成石墨烯。麻省理工學院研究石墨烯的研究人員托馬斯?帕拉庫斯(Tomas Palacios)說：“在最近和這項研究的中期階段，石墨烯很難取代硅，成為電腦電子的主要材料。硅是一項價值數萬億美元的產業，完美的硅加工技術已經產生40多年。”

　　政府和大學的實驗室、美國國際商用機器公司等長期建立的公司，以及新成立的小企業都在努力解決制造石墨烯遇到的難題，希望最終把它轉變成有用產品。拉夫在奧斯汀市成立石墨烯能源(Graphene Energy)公司，該公司的主要意圖，是尋找儲存從太陽能電池獲得的可更新能源或者收集汽車剎車產生的能量的方法。五角大樓也對這種新型高科技材料非常感興趣。美國國防高級研究計劃署(DARPA)斥資2200萬美元，用于研究用石墨烯制造電腦芯片和晶體管的方法。

　　4月在匹茲堡舉行的美國物理學會年會上，石墨烯是科學家們談論的主要話題。研究人員用23場討論分會探討有關這種材料的問題。2008年有大約1500篇與石墨烯有關的科學論文發表。直到去年科學家才找到唯一一種把石墨層粘貼在透明膠上，然后慢慢把一層石墨與膠帶分開，制造石墨烯的方法。他們把這稱作“透明膠帶技術(Scotch Tape technique)”。

　　然而，最近科學家發現一種生產石墨烯更加有效的方法，他們先把石墨放在銅、鎳或硅上，然后小心把它們分開。杰姆在《科學》雜志的報告里說：“最近兩三個月石墨烯制作技術的發展速度非常驚人。兩年前制作石墨烯還是一項令人望而卻步的巨大挑戰，但是現在這方面的困難突然減小了。”拉夫說：“我相信石墨烯有很多商用價值。我們將開始研發兩用裝置，這種裝置主要是用硅制成，但是重要部件是用石墨烯制成。”【完】