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诺贝尔获得者谈石墨烯 碳纳米管更有优势吗

导读: 石墨烯是目前人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。它的发现者之一,2010年诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授康斯坦丁-诺沃肖洛夫在应用上有什么新发现?

  石墨烯是目前人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。它的发现者之一,2010年诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授康斯坦丁-诺沃肖洛夫在应用上有什么新发现?

  单原子厚度的石墨晶体称之为石墨烯,被视为可提供给人类的最强晶体。石墨烯开启了在其他二维原子晶体上的实验闸门,形成了巨大的二维晶体群。

  近日,2010年诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授康斯坦丁-诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)教授做了题为《二维世界的材料》的主旨报告。从物理结构方面向大家介绍石墨烯的材料,特别是从二维异质结构的角度。

  石墨烯是目前人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。

  2004年,诺沃肖洛夫和曼彻斯特大学物理学家安德烈-海姆成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人因此获得了诺贝尔物理学奖。

诺贝尔获得者谈石墨烯 碳纳米管更有优势吗

  二维材料伴随着单原子层的石墨材料——石墨烯的分离成功而提出。二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱。

  由于二维异质结构可以根据原子精度和性能迥异的个体层结合在一起,这些结构性质可以被用于针对性地研究新的物理现象,或适合的一个可能的巨大应用范围。这里的异质结构堆的功能是“嵌入”式的设计。

  相对二维材料,还有一维材料和三维材料。一维材料是指电子仅在一个非纳米尺度方向上自由运动(直线运动),碳纳米管(carbon nanotube)最具代表性。三维材料则是指电子在三个非纳米尺度上自由运动的材料,如纳米粉末高压成型,或控制金属液体结晶而来的纳米晶粒结构。

  对于目前石墨烯的应用价值方面,诺沃肖洛夫总结认为,应该在目前已知的物理物质里应用石墨烯技术,而在二维材料里挖掘更多应用,并目标基于范德华力的异质结构,并结合RFID(射频识别)制作传感器,以及制造在这基础之上的多功能产品。

  现场600多名参与者中不乏国内外对石墨烯有研究或感兴趣的学者及业界人士,有中国生产家问及,石墨烯技术何时能大规模应用推广时,诺沃肖洛夫回应称,现在已经有很多初具规模的化学产品,以及应用材料等。比如,石墨烯粉末是最为常见的产品之一,并在中国已初具规模。

  去年10月,中国国家主席习近平曾前往访问曼彻斯特大学国家石墨烯研究院,听取诺沃肖洛夫介绍石墨烯研究的情况,参观了石墨烯产品展示和生产石墨烯的地下超净实验室。

  作为一种新型的纳米材料,石墨烯以其独特的结构、力学和电子性质,在药物投递、肿瘤治疗等生物纳米技术领域有着广泛的应用前景。

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