MIT发现超导石墨烯“家族”

<正>研究人员发现在扭曲的三层石墨烯中存在类似的超导状态——这是一种由三层石墨烯层以精确的新魔角堆叠而成的结构。谈到石墨烯材料,超导性一直是家族中的“谈资”。石墨烯是一种单原子薄材料,可以从与铅笔芯相同的石墨中剥离。这种超薄材料完全由碳原子制成,碳原子以简单的六角形排列,类似于铁丝网。自2004年发现以来,石墨烯以其单层形式而具备的许多显的特性不断被挖掘。     

解读"石墨烯"

正石墨烯(graphene)是碳单质的一种同素异形体,由碳原子以sp2杂化方式形成的六角环状二维原子晶体材料,也是以sp2杂化为主的碳质材料的基本结构单元。理论上,石墨烯只有单个碳原子层的厚度,约0.35纳米。实际上,人们常把10层以内的薄层石墨统称为石墨烯材料。石墨烯译自英文"graphene",是由graphite(石墨)和ene(烯类词尾)组合而成的名词。2010年10月,瑞典皇家科学院宣布将2010年度诺贝尔物理学奖授予英     

石墨烯的奥秘 将石墨一层结构单独拿出就是石墨烯

<正>什么是石墨烯呢？很简单,石墨烯就是单层的石墨,如果将石墨的一层结构单独拿出来,那就是石墨烯。石墨烯就是单层的石墨 在整个宇宙之中,所有的物质都是由不同的元素所构成的,但同一种元素却并非只能构成同一种物质,元素通过不同的结构进行组合就能够形成不同的物质。以碳元素为例,当一个碳原子周围有四个碳原子,它们以共价键的方式相结合,且周围的四个碳原子与中心的碳原子形成一个正四面体结构的时候,就组成了一种物质,我们叫它钻石。因为碳原子之间是以很强的共价键结合的,所以钻石的硬度很高,又被称为金刚石。钻石的硬度很高,     

石墨炔可神奇拦截强紫外线

正近日,山东理工大学低维光电材料与器件团队在光学非线性领域研究中取得突破,他们发现石墨炔具有优异的紫外非线性特性,可"恰到好处"地吸收紫外线。相关成果已发表在国际知名期刊《纳米尺度》上。以石墨烯为代表的二维材料因为突出的物理、化学、生物特性,迎来了前所未有的研究热潮和广泛应用。作为石墨烯的同胞兄弟——石墨炔可能具有优于石墨烯的超快光电特性。     

借激光之力,筑石墨烯集成之梦

随着便携式电子设备的快速发展,对于器件小型化和灵活性的需求正在成为一个重要的趋势。石墨烯是sp2杂化单原子层的二维晶体,具有独特的电学、机械、热学性质,较大的比表面积、较低的制造成本等,广泛的应用在可穿戴、智能电子器件等领域。尽管目前已有一些报道提出了很多关于石墨烯基可穿戴柔性电池、电容器以及集成电路、驱动器件的研究,但是大多数制备方法存在制备过程烦琐、操作复杂、制备和加工样品时间较长、样品容易遭到污染等问题,限制了其商业化的应用。此外,有效实现石墨烯功能复合材料的规模化制备仍然具有很大的挑战性。激光加工为非接触式加工技术,其较快的材料加工速度、较大的扫描面积、优越的纳米空间分辨率和逐步处理为高效、快速制备和加工石墨烯提供了新的思路。本文提出了一种激光区域选择性微加工氧化石墨烯纤维以及快速、大体积制备石墨烯功能复合材料的新方法;构建了不同结构的石墨烯/氧化石墨烯一体化纤维电容器,并获得了湿气响应刺激的可编织石墨烯基纤维驱动器,通过调节不同的激光参数,纤维在湿气下发生弯曲、弯折及螺旋扭转等复杂的响应形变;采用激光照射氧化石墨烯凝胶,引发凝胶迅速自发的还原反应,极短时间内将整个氧化石墨烯凝胶还原成石墨烯块。基于此成功制备了大块的三维结构石墨烯、化学掺杂的石墨烯、金属以及金属氧化物掺杂的石墨烯等。     

石墨烯是不合逻辑的术语

2010年诺贝尔物理奖授予将石墨分离成构成它的单片碳分子的两位科学家。在有关报道中,将从石墨中分离出来的单片碳分子的英文词graphene翻译为石墨烯。但笔者认为,石墨烯这个术语是不合逻辑的。什么是烯?烯是一类碳氢化合物。例如,乙烯、丙烯、异戊二烯……都属于烯。它们被称为     

占62% 中国石墨烯产量全球第一

<正>我们国家在石墨烯相关领域的研究也处于世界领先地位,至2017年,我们国家在石墨烯相关领域的专利申请数量已达到万件以上。我们国家是全世界最大石墨生产国,产量占全球总产量的62%,石墨矿山主要分布在内蒙古、河北、山东、湖南、四川和黑龙江等地,大小石墨矿山接近200座。根据石墨成矿条件和成矿规律,全国划分出15个重点成矿区带。晶质石墨查明资源储量最大的是黑龙江省,其次为内蒙古、四川和山东等地;     

神奇之光助力神奇材料加工

石墨烯作为一种独特的由碳原子组成的单原子层二维材料,自2004年首次在实验中被制备以来,受到了广泛的关注和研究。石墨烯独特的电学、热学和光学等特性,使其在微电子、储能、透明导电电极以及复合材料等领域有着广阔的应用前景。石墨烯在许多领域的应用对其电子结构、电导率以及透光率等性能有着严格的要求,而这些性能与石墨烯的层数紧密相关。因此,精确的控制石墨烯的层数成为十分重要的研究内容。虽然现有报道提出了一些得到确定层数石墨烯的方法,快速可控得到精确层数石墨烯仍然是现阶段石墨烯应用的一大瓶颈。同时,制备图案化石墨烯也是石墨烯应用中亟需解决的问题。激光是目前最前沿的材料加工和制造手段之一,在现代制造业中扮演了重要角色,已成为国际先进制造技术研究的焦点之一。激光的高亮度、高方向性、高单色性以及典型多维性特征和极端工艺参数使其在加工处理石墨烯方面具备独特优势。结合以上研究热点,本论文提出了一种通过激光辐照的方式对石墨烯进行精确的层数控制、图案化和性能调控的新方法。采用连续CO2激光在真空环境下对石墨烯进行辐照,可将原始多层的石墨烯均匀减薄至2层。采用皮秒激光在大气环境下对石墨烯进行扫描处理,实现多层石墨烯的精确减薄,单次加工即可得到所需层数(1层,2层,3层等)的石墨烯而无需重复加工,并通过图案化的减薄处理,可使不同空间区域具备不同的石墨烯层数。采用飞秒激光切割单层以及多层石墨烯,可简单快捷精确地制备出各种形状和尺寸的石墨烯电子元器件结构。与现有的石墨烯减薄和图案化方法相比,本论文所用方法具有加工过程简单、非接触式加工、环境友好、加工效率高以及加工过程柔性等优势,在石墨烯光电子功能器件领域有着广阔的应用前景。     

啃铅笔会不会铅中毒

<正>铅笔是否会导致铅中毒的问题常常困扰着很多人,因为产生这种疑问的人往往认为铅笔芯中含有铅,使用含铅的铅笔就自然有导致铅中毒的可能。那铅笔芯中到底含不含铅?公元16世纪,人们在英格兰的博罗代尔发现了一种黑色矿物——石墨,而当地的一些牧羊人发现可以用石墨在羊身上画上记号。人们受此启发把大块石墨切成小条用来写字和     

从电池到医疗 石墨烯在生活中的应用

<正>由于石墨烯的超强传输性能和非常好的导热性,石墨烯也被认为是取代硅原料的材料,石墨烯不出意外应该能成为下一代的电路板材料。石墨烯因其高导电性、高导热性和高强度等优异性能而被称为“神奇材料”,它可能会彻底改变大量应用,灯泡、芯片、电池、触摸屏,还有智能手机和新能源的汽车,石墨烯可以胜任的领域数不胜数,下面就来盘点一下石墨烯的各种用途！     

神奇“黑金”

<正>用铅笔在纸上轻轻划过,你就有机会获得一种长得和蜂巢一样的新材料。这种新材料被称为石墨烯,也被誉为“黑金”。这是一种非常神奇的材料,它非常薄,20万片石墨烯堆起来的厚度只有人类1根头发粗细,又非常坚硬,用石墨烯制成1毫米厚的薄膜可以让2吨重的大象在上面跳舞。如今石墨烯被用在各个领域,军事武器、智能眼镜、显示屏、电池等产品中都有石墨烯技术的运用。关于石墨烯的各种讨论也变得越来越神秘。     

科学计量学视角下的石墨烯发现之争

本文通过科学计量学的方法,考察了石墨烯发现前后文献链条上的关键节点文献,对有关2010年诺贝尔物理学奖的争议进行了回答。研究结果表明,海姆、诺沃肖洛夫2004年发现石墨烯的文献以及发现石墨烯中的电子是具有无质量的狄拉克费米子两个成果具有很高的被引频次,也有很高的网络中介中心度值。他们获得诺贝尔奖是理所应当。另一方面,赫尔只有一篇2006年发表的文献处于链条之上,表明他在石墨烯发现之后对其性质的研究做出了实质性的贡献。凯姆则有两篇文献位于石墨烯发现前后的链条上,尤其是对石墨烯中存在肉眼可见的量子霍尔效应这一独特性质的发现,引发了大量相关研究。因此,海姆认为他也应当共同获奖是有相当理由的。     

高温超导体

正2018年3月5日,《自然》(Nature)期刊连发两篇文章:将两层只有原子厚的石墨烯以特别的角度(1.1度,被称为"魔角")偏移时,材料就能在零电阻下导电。尽管该系统仍然需要被冷却至1.7K(1.7开尔文,约零下271摄氏度),但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一旦该结果被确认,此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。这一发现引起物理学界的热烈反响,而文章的第一作者为年仅     

防暑马甲 为“大白”送清凉

<正>凭借石墨烯特殊物理化学特性,可以与其他金属、非金属相结合,形成无数具有特殊功能的材料,液冷服正是在布料中加入了石墨烯,突出热转换效率高的特点,才能通过水路循环,给“大白”快速降温。全国71个国家气象站高温破历史极值！6月13日以来,我国出现今年首次区域性高温过程,高温时间目前已持续超30天。在北京,入夏以来已经陆续有400多位核酸采样“大白”,穿上了石墨烯技术加持的液冷服,在炎热的天气里,持续感受丝丝清凉,预防中暑。     

张忠培中国当代考古的微缩史

2017年7月5日,北京故宫博物院官网发布讣告:中国著名考古学家、故宫博物院原院长、故宫研究院名誉院长、故宫博物院学术委员会副主任委员张忠培先生于2017年7月5日9时40分因病在北京逝世,享年83岁. 那个拄着拐杖、讲一口长沙话的先生就这么走了?突如其来的消息让考古文博界几乎乱了方寸.在故宫官网的讣告下,超过10万人次的网友以不同方式向先生致敬.     

张忠培中国当代考古的微缩史

2017年7月5日,北京故宫博物院官网发布讣告:中国著名考古学家、故宫博物院原院长、故宫研究院名誉院长、故宫博物院学术委员会副主任委员张忠培先生于2017年7月5日9时40分因病在北京逝世,享年83岁. 那个拄着拐杖、讲一口长沙话的先生就这么走了?突如其来的消息让考古文博界几乎乱了方寸.在故宫官网的讣告下,超过10万人次的网友以不同方式向先生致敬.     

石墨烯是不合逻辑的术语

2010年诺贝尔物理奖授予将石墨分离成构成它的单片碳分子的两位科学家.在有关报道中,将从石墨中分离出来的单片碳分子的英文词“graphene”翻译为“石墨烯”.但笔者认为,石墨烯这个术语是不合逻辑的.什么是“烯”？烯是一类碳氢化合物.例如,乙烯、丙烯、异戊二烯……都属于烯.它们被称为“烯”,首先是因为它们是脂肪族碳氢化合物,其次是因为它们是一大类含有C=C双键的物质.单单凭借有C=C双键,就以为是“烯”,否定了大前提,逻辑上不成立.     

提升精准度的新材料:内嵌富勒烯

正英国《卫报》近日报道,牛津大学的科研人员正在打造一种叫作"内嵌富勒烯"的材料,并以2.2万英镑(约合20.4万元人民币)的价格销售出了第一批重量为200微克的产品。这个重量仅相当于一片雪花的1/15,售价却如此之高,堪称"世界上最昂贵的材料"。富勒烯是继石墨、钻石之后,人类发现的单质碳的第三种同素异形体。1985年,英国科学家哈罗德·克罗托和美国科学家理查德·斯莫利发现了富勒烯,因为这一分子与美国建筑学家富勒的建筑作品很相似,就将其命名为富勒烯。富勒烯是     

梁思成 古建筑的保护神

<正>毕生致力于中国古代建筑的研究和保护,是建筑历史学家、建筑教育家和建筑师梁思成是梁启超之子,1912年11岁随父亲回到北京,1915年入清华学堂,1924年留学美国,先后在宾夕法尼亚大学建筑系和研究院、哈佛大学研究院学习建筑和研究建筑历史。1928年,梁思成回国前,曾与林徽因到欧洲各国考察,参观了希腊、意大利、法国、西班牙等国古建筑,亲     

突破创新、迎合时代的管理思想——记袁勤生管理思想的探索与创新

<正>2014年4月17日,首都有关科研机构、大专院校和新闻单位120为专家学者齐聚一堂,参加由中国管理英才论坛和中央电视台"魅力城乡"在北京联合举办的一场高级别的专题研讨会——"袁勤生管理思想"学术研讨会。许多专家学者与会就"袁勤生管理思想"的历史意义和现实意义发表了各自见解:联合国科教文组织顾问、中国未来研究院院长秦麟征说:"袁勤生管理思想是在传承借鉴古今中外管理思想精华的基础上形成的,是管理