美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)世界上最牢固的材料

時間:2008-07-22 08:02 來源:網(wǎng)易探索

據(jù)國外媒體報道，美國哥倫比亞大學(xué)的一支物理學(xué)研究小組日前宣布，大量的試驗結(jié)果顯示，發(fā)現(xiàn)于2004年的石墨烯是現(xiàn)在世界上已知的最為牢固的材料。科學(xué)家們已將這一研究成果發(fā)表在了新近出版的《科學(xué)》雜志上。

石墨烯結(jié)果示意圖

石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)。這種石墨晶體薄膜的厚度只有0.335納米，把20萬片薄膜疊加到一起，也只有一根頭發(fā)絲那么厚。它是2004年由曼徹斯特大學(xué)的科斯提亞?諾沃謝夫和安德烈?蓋姆小組首先發(fā)現(xiàn)的。

哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家對石墨烯的機(jī)械特性進(jìn)行了全面的研究。在試驗過程中，他們選取了一些之間在10－20微米的石墨烯微粒作為研究對象。研究人員先是將這些石墨烯樣品放在了一個表面被鉆有小孔的晶體薄板上，這些孔的直徑在1－1.5微米之間。之后，他們用金剛石制成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，以測試它們的承受能力。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在石墨烯樣品微粒開始碎裂前，它們每100納米距離上可承受的最大壓力居然達(dá)到了大約2.9微牛。據(jù)科學(xué)家們測算，這一結(jié)果相當(dāng)于要施加55牛頓的壓力才能使1米長的石墨烯斷裂。如果物理學(xué)家們能制取出厚度相當(dāng)于普通食品塑料包裝袋的（厚度約100納米）石墨烯，那么需要施加差不多兩萬牛的壓力才能將其扯斷。換句話說，如果用石墨烯制成包裝袋，那么它將能承受大約兩噸重的物品。

哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家們還強(qiáng)調(diào)，除了異常的牢固之外，石墨烯還具有奇特一系列獨一無二的特性。據(jù)悉，石墨烯還是目前已知的導(dǎo)電性能最出色的材料，這使其在微電子領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。有專家指出，如果用石墨烯制造微型晶體管將能夠大幅度提升計算機(jī)的運算速度。