
中新網(wǎng)8月27日電 據美國《世界日報》報道,從鉛筆石墨中提取的石墨烯,竟然比鉆石還堅硬,強度比世界上最好的鋼鐵還要高上百倍,這項科學(xué)發(fā)現刊登于近期的《科學(xué)》雜志,作者是兩位哥倫比亞大學(xué)的研究生,來(lái)自中國安徽省的韋小丁和韓裔李琩鈷。
關(guān)于石墨的熱傳導和導電性方面的研究存在已久,但是關(guān)于其強度的研究并不多見(jiàn),自2004年英國學(xué)者開(kāi)始測試石墨烯的力學(xué)性能以來(lái),這是世界上第一次成功測試,并驗證了經(jīng)典力學(xué)中有關(guān)原子與原子間直接強度的理論。
28歲的韋小丁2003年自中國科技大學(xué)近代力學(xué)系畢業(yè)后,入讀哥倫比亞大學(xué)機械工程學(xué)系,現在是該系教授Jeffrey Kysar指導的博士研究生;李琩鈷為博士后,正接受該系James Hone教授指導。兩人于7月18日《科學(xué)》雜志上發(fā)表的這篇《測試單層石墨烯的力學(xué)性能以及固有強度》文章,就是利用鉆石探頭按壓?jiǎn)螌拥氖,測試其模量和斷裂強度,結果發(fā)現其強度比世界上最好的鋼鐵還要高上百倍,如果能加以利用,不僅可以造出紙片般薄的超輕型飛機材料、超堅韌的防彈衣,甚至還可以制作23000哩長(cháng)伸入太空的電梯,實(shí)現人類(lèi)坐電梯進(jìn)入太空的夢(mèng)想。而且,他們的實(shí)驗為將來(lái)類(lèi)似的測試提供了標準方法。
這個(gè)實(shí)驗耗費韋小丁和李琩鈷大半年的時(shí)間。當時(shí)為了取樣單層的石墨烯,兩人頭疼不已,后來(lái)想到了一個(gè)“有趣的辦法”——利用透明膠,把石墨粉粘起來(lái),然后貼到帶有無(wú)數個(gè)直徑僅有1至1.5微米(一微米是人頭發(fā)絲直徑的大約一百分之一)的圓型小孔的硅板上面,這樣小孔中就有一個(gè)碳原子厚度的、無(wú)缺陷的石墨烯薄膜。在實(shí)驗中,一開(kāi)始是利用硅探頭來(lái)按壓石墨烯薄膜,但是,很快發(fā)現硅探頭的強度不夠,往往是石墨烯薄膜未破,硅探頭就斷了,后來(lái)就只能改用半徑大概為10至30納米的鉆石探頭來(lái)按壓,以得到薄膜被破壞時(shí)的應力值。
Jeffrey Kysar教授對學(xué)生的研究成果感到非常高興,他打比方說(shuō),單層石墨烯的強度,就像把大象的重量加到一支鉛筆上,才能夠用這支鉛筆刺穿僅像保鮮膜一樣厚度的單層石墨烯。(劉爽)

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