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一些他告诉盖姆,那还再需要块石墨。这种石墨每块大约要300美元。盖姆承认自己当时的态度可能不太好,于是,那位博士生对盖姆说:“既然你这么聪明,那你就自己试试吧。”
盖姆只得自己做了,不过他采用了一种非常“土”的方法。因为石墨具有完整的层状解理特性,可以按层剥离。于是,盖姆用透明胶带在石墨上粘下,这样就会有石墨层被粘在胶带上。盖姆把胶带对折后,粘下再拉开,这样,胶带两端都沾有石墨层,石墨层又变薄了c如此反复多次,胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时,石墨层也就变成了石墨烯。这个看上去非常简单的方法,在此之前也有人试过,但没能辨识出单层石墨烯。盖姆把剥离下来的薄片放在氧化硅基板上,光的干涉效应使薄片在显微镜下呈现彩色条纹,就像油膜在水面上产生的效果。利用这种效应,他们观察到了单层石墨烯。就这样,第一种二维晶体材料正式出现了。
这一发现在科学界引起了巨大的轰动,它不仅打破了二维晶体无法真实存在的理论预言,更为重要的是石墨烯众多新奇的特性,使它成为继富勒烯和碳纳米管后又一个里程碑式的新材料。
2、石墨烯与碳纳米管、富勒烯、石墨的联系和区别
碳元素的最大特点之一是存在着众多同素异形体,如人们熟悉的金刚石和石墨,以及前些年发现的以C60为代表的富勒烯和碳纳米管等。
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石墨烯的出现,使碳的晶体结构形成了包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯、金刚石和石墨在内的完整体系,最终建立了从零维到三维的碳范式零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯、三维石墨或金刚石。
令人惊奇的是,这些碳材料的特性几乎可涵盖地球上所有物质的性质甚至相对立的两种性质,如从最硬到极软、全吸光到全透光、绝缘体到半导体到导体、绝热到良导热、高临界度的超导体等。为什么碳元素会是如此的神奇呢答案就在其独特的电子结构上,碳元素是第6号元素,其原子最外层有4个价电子,C原子除了可以sp3杂化轨道形成单键外,还能以sp2及sp杂化轨道形成稳定的双键和叁键,可以和各种原子形成共价键,从而形成许许多多结构和性质完全不同的物质。
富勒烯是在1985年,由美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家发现的,因为这一伟大的发现,1996年,富勒烯的发现者获得了诺贝尔奖;多壁碳纳米管是1991年日本的NEC公司基础研究室的电镜专家饭岛澄男博士在真空电弧蒸发石墨电极制备C60的实验产物中意外发现的一维碳材料,1993年,饭岛澄男博士等又发现了单壁碳纳米管;r
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