石墨烯:芯片里的“黑洞”
2018-07-26徐怀
大科技·科学之谜 2018年5期
徐怀
科学家们对石墨烯这一物质的出现感到极其兴奋,认为它具有巨大的工业潜力,甚至预言它会颠覆由硅主导的芯片时代,在未来掀起一场技术革命。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年的诺贝尔物理学奖。
那么,你是不是很想知道石墨烯究竟是何方神圣呢?
未来神奇材料
石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由碳原子组成的二维晶体。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层或者仅仅一层石墨烯。
石墨烯大概有一层原子那么厚,虽然是最薄的纳米材料,但一点都不影响它的强韧性。由于碳原子之间化学键的特有性质,石墨烯甚至比钢还强韧、比钻石还坚硬。如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克的吊床便可以承受一千克物体。
同时,它还是地球上导电性最强、几乎透明的材料之一,这也是石墨烯最有潜力的应用——取代硅,提高电池效率,改善电脑、手机触摸屏的效率。据说用石墨烯代替硅,计算机处理器的运行速度将快上数百倍。
种种优点使得石墨烯深受科学家们的欢迎,成为工业的新宠儿。但是不得不说,想要将它生产出来却不是一件容易的事。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯,目前很难剥离出单层结构。若要产出没有杂质的纯净石墨烯,更是难上加难了。……
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