2010年诺贝尔物理学奖新闻背景:石墨烯


来源:新华网

标签石墨烯
一片碳,看似普通,厚度为单个原子,促使两位科学家赢得2010年度诺贝尔物理学奖。

  这种全新材料名为“石墨烯”。

  诺贝尔物理学奖评审委员会在向媒体发布的材料中介绍,石墨烯不仅“最薄、最强”,而且导电性能类似金属铜,导热性能超过所有已知材料。

  神奇

  石墨烯是碳的一种存在形式。

  以性状类似铅笔芯的石墨为实验对象,本年度物理学奖获得者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫最初使用普通胶带,以“粘取”方法剥离出一片石墨烯。

  那一刻,依照先前认知,科学界不少人相信,作为碳的二维晶体,石墨烯如此之薄,受热力学影响,不可能稳定存在。

  回想当时,海姆5日通过电话告诉获奖新闻发布会:“这是一种笨办法,真正难点是后来……”

  石墨烯几乎完全透明,却极为致密,即使原子尺寸最小的氦气也无法穿透。这些性状可由量子物理学加以解释。

  碳,地球上所有已知生命的基础,再次显现神奇。

    妙用

  石墨烯与塑料混合,可望形成导体,用于输送电子,同时具备更强的机械性能和耐热性能。

  物理学奖评审委员会预期,石墨烯与塑料复合,可以凭借韧性,创制“新型超强材料”,兼具超薄、超柔和超轻特性。

  如果说“新材料”一词还不足以激发媒体受众的想像力,那么,评审委员会在新闻稿中告知:“今后,卫星、飞机和轿车可以用这类新型复合材料制造。”

  在特定领域内,如电子行业,石墨烯因具备透明和良导体性状,适合制作透明触摸屏、透光板和太阳能电池。如用于制造晶体管集成电路,石墨烯可望超越硅晶体,突破现有物理极限,使电脑运行速度更快、能耗降低。

  延伸

  微观尺度上,单片石墨烯厚度为0.335纳米,20万片石墨烯叠加才可以与一丝人体头发相比。

  石墨烯研究,触动物理学领域形成一个新科目,从量子物理学现象入手,可能促生一系列两维结构碳原子新材料。

  事实上,早在二十世纪90年代初期,当时获称“布基球”的网格球状碳60分子成为化学界研究热门之时,碳就成为寻求新材料的重点方向。

  一段时期内,据估计,化学界大约70%的论文以碳材料为课题。

  如今,碳材料研究从化学延伸至物理学,从基础理论延伸至应用,各国科学家正探索并开拓各种可能性。(徐勇)
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