神奇石墨烯可挡子弹 硬度超过钻石(图)


石墨烯的原子結構。
石墨烯的原子结构。(图片来源:公有领域)

【看中国2017年12月24日讯】石墨烯(graphene)是世界上最坚硬的物质。2004年由曼彻斯特大学(University of Manchester)的盖姆(Andre Geim)与诺瓦索罗夫(Novoselov)所发现,他们也因而在2010年获得诺贝尔物理学奖。科学家发现利用它来制成眼睛看不见的防弹衣,其比钻石还坚固。

石墨烯是来自人们熟悉的石墨,其厚度是由以纳米计算的单层原子所构成的。但纽约市大学(CUNY)的科学家们却发现,两层石墨烯的厚度只有头发直径的百万分之一,虽然薄到人眼睛都看不到,但其硬度与钻石一样,能够用来制成超薄防弹衣。

在最新一期《自然纳米技术分刊》(Nature Nanotechnology)上,科学家描述,石墨烯的这个特点非常神奇,因只有将两层石墨烯叠在一起,其硬度才能变得跟钻石一样坚硬,甚至连子弹都无法穿透。若由更多层的石墨烯叠加起来,则反而变得柔软,几乎无抵抗外力的作用。

12月22日,据英国《每日邮报》报导,纽约市大学的首席研究员艾丽莎‧瑞德(Elisa Riedo)表示,以前我们测试石墨或单层原子石墨烯时,经施加压力之后,感觉那是十分柔软的一层膜。不过,若是石墨烯薄膜是两层原子时,我们发现它变得极为坚固,甚至比钻石还硬。

科学家发现,石墨烯的原子组成方式是非常规则的正六边形,或说像峰巢的横断面形状。石墨烯的成分基本上是石墨,但它的原子排列整齐,紧密交织。因此比同样厚度的钢片强度高200倍。

另外,石墨烯不仅可用于高强度材料,还因其导电导热等其它性质,被制成尖端半导体等元件。也可以用于治疗癌症、触摸屏幕和几秒钟就能充电的电池等。

据纽约市大学研究者邦吉奥诺(Angelo Bongiorno)解释,石墨烯、石墨和钻石皆为碳原子构成的同一种物质,但因碳原子在微观上的组合方式不同,而呈现出截然不同的特点。

2004年,两位英格兰曼彻斯特大学的科学家盖姆与诺瓦索罗夫提炼出一种碳基物质,名叫石墨烯。他们把这种物质称为21世纪的神奇材料,让他们因而获得2010年的诺贝尔物理学奖。


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