石墨烯是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，也是世界上最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料。愛爾蘭都柏林圣三一學(xué)院（TrinityCollegeDublin）的研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯片被金剛石針尖穿破后將剝離成薄的“碳絲帶”，這個(gè)驚奇的發(fā)現(xiàn)可能使得石墨烯在電子電路領(lǐng)域的應(yīng)用變成事實(shí)。

近日，英國(guó)頂級(jí)科學(xué)雜志《Nature》上刊登的一篇文章中報(bào)道了都柏林圣三一學(xué)院科學(xué)家的研究關(guān)于石墨烯的成果，發(fā)現(xiàn)了利用金剛石針尖在石墨烯表面鑿孔并來回移動(dòng)針尖，使得石墨烯如同褶皺的地毯，其撕裂后甚至被反復(fù)折疊，變成了向上卷曲狹窄的“碳絲帶”。

萊斯大學(xué)納米科學(xué)專家JamesTour即表示，該發(fā)現(xiàn)令人出乎意料。Tour說由于該技術(shù)處于初期研發(fā)階段并且研究人員尚未闡述如何實(shí)現(xiàn)“碳絲帶”可控制備，故難以知曉其如何應(yīng)用。但物理學(xué)家GrahamCross及JamesAnnett學(xué)者則認(rèn)為石墨烯“碳絲帶”的尺寸以及剝離和折疊的方式是能夠被控制的，并且其在電子電路領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

Annett是一位大學(xué)研究生，他在用金剛石針尖在石墨烯表面來回拖動(dòng)以測(cè)其抗磨特性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，才意外發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。有時(shí)候，他注意到當(dāng)針尖刺穿石墨烯片層后，會(huì)將其撕裂成不同尺寸的條帶狀，大到幾十微米長(zhǎng)。Cross說當(dāng)Annett向他描繪自己的研究成果時(shí)，立刻意識(shí)到可能有某種重要發(fā)現(xiàn)。

Cross說所發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是可能的，因?yàn)閱螌邮┫鄬?duì)于多層石墨烯而言極其不穩(wěn)定。石墨烯絲帶將卷曲而不是平鋪于表面，由于金剛石針尖來回移動(dòng)，其結(jié)構(gòu)為了達(dá)到穩(wěn)態(tài)，這種絲帶可能會(huì)撕裂石墨烯內(nèi)部穩(wěn)定的碳--碳鍵。整個(gè)實(shí)驗(yàn)是在室溫下進(jìn)行的，但在高溫環(huán)境下，絲帶的形成速度更快，也變得長(zhǎng)。

以往的很多報(bào)道中，切割石墨烯有很多種方法，例如化學(xué)法、激光法、氧等離子體等刻蝕石墨烯表層。近年發(fā)現(xiàn)一些復(fù)雜的切割方法的報(bào)道也層出不窮，而Cross和Annett的實(shí)驗(yàn)方法是在常溫下進(jìn)行，并且可以快速形成絲帶，切割起來毫不費(fèi)力。Cross認(rèn)為如果可以可控制絲帶的折疊方式，他可將其用于晶體管、儲(chǔ)能裝置或者作為導(dǎo)電石墨烯片層的連接體。他宣稱已經(jīng)能夠控制絲帶相互堆疊，只是還沒公開而已。

萊斯大學(xué)材料學(xué)科學(xué)家BorisYakobson說道，對(duì)于該發(fā)現(xiàn)他非常的興奮。若研究人員能夠用多個(gè)不同形狀的金剛石針尖和對(duì)該制備過程進(jìn)行進(jìn)一步控制，按照預(yù)想的設(shè)計(jì)構(gòu)建絲帶網(wǎng)裝物，在未來是可以作為特殊電子設(shè)備電路中的電焊條。

近年來，雖然石墨烯頻繁的報(bào)道頻繁進(jìn)入人們的眼球，但是應(yīng)用瓶頸仍有待突破。目前在國(guó)內(nèi)僅能見到一些石墨烯智能保暖理療暖貼、石墨烯發(fā)熱服裝、石墨烯織物等輕應(yīng)用，在晶體管、傳感器、柔性觸摸屏、可穿戴設(shè)、儲(chǔ)能、環(huán)境治理等領(lǐng)域?qū)右矊映霾桓F，遺憾的是大多振奮人心報(bào)道是資本炒作的榫頭，因此石墨烯引領(lǐng)新材料技術(shù)革命的道路還有一定距離。不過以上的研究成果確實(shí)證明石墨烯在高端電子領(lǐng)域的潛力，相信隨著科學(xué)家對(duì)石墨烯研究的深入，我們期待石墨烯在不遠(yuǎn)的將來會(huì)成為名副其實(shí)的新一代高速電子學(xué)的材料。

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