世界首次:成功折叠石墨烯,中国攻克世界难题,超级计算机都能造

世界首次:成功折叠石墨烯,中国攻克世界难题,超级计算机都能造

石墨烯因为具有高导电性、高导热性、高强度和独特的二维结构,在工业界被誉为"新材料之王",并在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域呈现出良好的应用前景。最近,我国科学院研究团队成功在显微镜下完成对石墨烯纳米结构的折叠,这也是世界首次实现石墨烯折叠。而它被科学家称为"折纸术"。

想要把石墨烯像纸一样折叠起来并非易事。首先,石墨烯的厚度小于0.2nm,属于原子级精准。其次,折叠时量子力学会影响原子和粒子,导致其会到处移动或直接分开。要知道,在微观世界小小的变化都会改变物质的性质。所以,我国的科学家创造性地使用单个带电原子来使得薄片产生弯曲,保护薄片在被折叠或者展开的时候不会被破坏。除此之外,还能让石墨烯沿着任意方向反复折叠,进而实现需要的性质变化。

可折叠的石墨烯用处是非常大的。众所周知,目前商业处理器是由大块硅板制成的,但随着晶体管等原件尺寸的减小,计算机的性能和速度的提升达到了瓶颈。等到石墨烯可折叠技术的成熟,科学家们可以在原子层上搭建原件,进而实现理想芯片的研发。对纳米器件的研发,比如纳米涡轮机、石墨烯管等的作用也是非常大的。

值得一提的是,这一次的折叠是当今世界最小的一次石墨烯折叠。而且不仅能折叠,还能复位,这离不开精准的控制。科学家要先在高定向裂解石墨上获得合适尺寸的石墨烯纳米片,然后使用氢离子轰击技术,轰击10个小时,这样就使得石墨烯的折叠性和复原性都很好。

由于石墨烯的用处非常之多,"出世"仅10多年的石墨烯已引无数科学家竞折腰,它可用来制造透明触摸屏、超灵敏的传感器、电池、发光二极管(LED)等;还可用来制造防弹衣、航空航天材料;并有可能成为硅的替代品,在半导体领域"大显身手"

根据数据显示,2018年中国石墨烯市场规模飞涨突破百亿元,约达280亿元。预计2019年,石墨烯产业规模进一步扩大,市场规模将超670亿元。到2021年,石墨烯市场规模过将达2000亿元。由此不难看出,石墨烯未来的发展前景是很广阔的。这也是为什么我国的科学家要努力研究石墨烯的原因。

21世纪的神奇材料 "石墨烯",承载了人们对未来生活的诸多美好想象。未来10年这些想象可能就会变成现实,让我们拭目以待吧!

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