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彻底改变21世纪的新材料之王
通常情况下,胶带不会被看作是一种具有科学突破性的进展。但是在2004年,当英国曼彻斯特大学物理学家安德烈˙盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁˙诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)在《科学》杂志发表了他们的研究成果——即用透明胶带从一块石墨烯上剥落碳原子的单原子薄片,这一研究缓缓拉开了材料学革命的序幕。
石墨烯来源及用途
石墨烯由此打开二维材料新视野。某种意义上,二维材料并不是全新技术,研究人员自上世纪60年代就利用分子数外延机器开发出原子形态的薄片材料。
中国上海复旦大学凝聚态物理学家张远波说:
石墨烯有所不同,它更像一本书中的纸页。”
外界鲜为人知的是,就在盖姆发表那篇著名论文同时期的《自然》杂志上,也发表了张远波与合作者的一篇关于石墨烯的文章,但是2010年的诺贝尔物理学奖并未青睐后者。这在当时,被看做国内学者距离诺贝尔最近的一次。
11年来,石墨烯相关领域的研究成果呈指数增长,2014年,全球研究人员发表的关于石墨烯的研究成果超过1.5万项。全球已有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究,其中不乏三星、IBM等科技巨头。仅仅在过去5年,开发者和制造商已经申请了1.3万项石墨烯方面的技术专利,其中,中国申请的专利数量最多,超过2200项,占全世界的三分之一。
这种现象很合乎情理:由于是最薄、最轻、最强韧、导电导热性最好的纳米材料,石墨烯一经问世便被公认为21世纪最有前途的新材料,可广泛应用于微电子、物理、能源材料、化学、生物医药、航空航天、环保等领域。
比如,在制造工艺中加入石墨烯后,智能手机的触摸屏或将更薄、更轻,同时又最不易碎;手机充电或许只要几秒钟;计算机处理器的运转速度或将提高数百倍等等。
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