如何看待我國科學家首次實現原子級石墨烯可控摺疊?

時間 2021-12-29 10:32:33

1樓:項新村

將平面石墨烯製備成三維結構,一直是人們夢寐以求的事情,因為,半導體晶元已經越來越薄,越來越逼近單原子的厚度,而在這個厚度上,矽基材料的性質就會完全消失殆盡。因此科學家不斷在尋找一種可替代的方案。石墨烯本身就是一種由碳原子排布的晶格結構,在這個結構條件下,展現出許多獨特的性質,譬如在電學效能方面,有可能會在電子開關領域具有很大發展潛力,因而引起各國科學家的廣泛關注。

然而,如何才能夠在單原子層面上像量體裁衣一樣,精準裁剪與摺疊石墨烯並構築成具有三維形貌的碳原子材料,進而製備成一種巨集觀組裝體,或者是乙個異質結,或者是乙個折疊式電晶體,甚直是乙個完整的器件,這對科學界來說,是一項極其嚴峻的挑戰。

將二維結構石墨烯構築成具有三個維度的結構材料,然後再在巨集觀尺度下製備成具有某種產品形態的結構體,是世界工業界熱切期盼的結果。在這個石墨烯實現產業化的關鍵時期,各國科學家正在不餘遺力地進行積極探索與實踐取得了突破性進展:美國麻省理工學院團隊將石墨烯薄片,通過壓縮、熔融成一種海綿狀的結構材料,這種材料的獨特魅力在於,不僅具有超強度的力學效能,而且還具有輕量化的結構,超乎預期的特性不僅來自石墨烯本身,而且與空間結構緊密相連,試驗結果表明,在石墨烯及其它物質的轉換中,結構設計對材料性質的調控具有重要影響。

因此,空間結構的設計與石墨烯獨特性質的結合,會產生超乎想象的物理現象,譬如材料的超導電性、拓樸特性和磁性能等,這一點對我們啟發頗大。中國科學院物理研究所團隊,在單原子尺度上通過掃瞄探針操控系統,精準摺疊與構築石墨烯,製備成一種具有三維架構的碳奈米材料,尤其是在可控摺疊雙晶石墨烯奈米結構及其異質結的構築方面,取得顯著成果。後者的意義在於異質結是雙極型電晶體和場效應電晶體的核心結構,更是積體電路晶元的基礎。

因此,石墨烯異質結的介入與布局就意味著石墨烯基取代矽基材料的時代即將到來。

我想,實現單原子結構石墨烯可控摺疊與構築技術的真正意義在於突破在原子級尺度上的操控限制,使人類未來有可能從原子、分子甚至超分子層面上去操縱與生成材料及其屬性。這是乙個顛覆性材料革命的時代!

我國科學家實現世界首次原子級石墨烯可控摺疊,會給業界帶來什麼改變?

再怎麼用石墨烯玩花樣,請大佬們告訴我,現在有沒有技術能大規模生產石墨烯,有沒有可能從普通煤礦或者石油中提取高純度石墨烯產品,而不是單獨開採石墨烯礦 畢竟這玩意少得可憐,全中國這麼大就乙個山東的石墨烯礦 簡單說一嘴,畢竟整篇文章思路清晰,工作工整又漂亮,而且說起來,這也算是老闆的老闆的新Science...

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