一、最薄材料—石墨烯
人们常会用到头发丝来形容一个东西很薄,但你能想象头发丝的二十万分之一的厚度有多薄吗?单层石墨烯仅仅由一层碳原子组成,在理论上来说,是世界上最薄的材料。材料的基本属性是要有用的,石墨烯虽然极薄,但却具有极好的韧性、导电性和导热性,在很多方面都展示了极好的应用前景。
尽管石墨烯在2004年才被证实可以单独存在,但六年后的2010年,两位科学家就因石墨烯而获得诺贝尔物理奖奖,可见石墨烯在科学界有多受宠!
二、最硬材料—石墨烯
在测量材料的硬度时,我们常会用金刚石的硬度作为一个衡量标准,很多时候我们也会认为金刚石是最硬的物质,但事实上,金刚石只能算是自然界最硬的物质,材料中最硬的物质其实是石墨烯!
石墨烯是一种二维碳原子晶体,比金刚石还坚硬,硬度更是比世界上最好的钢铁还要高上100倍。2013年诺基亚曾获得欧盟十几亿欧元的科研经费研究石墨烯。作为生产军工品质、专业砸核桃神机的诺基亚,其研究石墨烯当然不是为了让手机变得更薄,而是为了能让手机砸更多核桃啊!
用原子尺寸的金属和钻石探针对只有100分之一头发丝宽度的石墨烯薄片进行穿刺后发现:石墨烯比钻石还强硬,1克石墨烯可铺满一个足球场,韧性也令人惊讶,断裂强度比世界上最好的钢铁还高100倍!美国机械工程师杰弗雷·基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度:如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。
三、最透明材料—石墨烯
最白材料,我们要考虑的一个参数:透明性。
世界上透明性最好的材料是石墨烯,鉴于以上已经有很多关于石墨烯的介绍了,为了避免读者吐槽,这里就不多赘言了。
相关链接:石墨烯的制作方法
石墨烯的合成方法主要有两种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法;化学方法是化学分散法。最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。