2004年,英国曼彻斯特大学的海姆和诺沃肖洛夫,用透明胶将一块石墨片反复粘贴与撕开,石墨片的厚度逐渐减小,最终形成了厚度只有0.335纳米的石墨烯,也就是只有一个原子厚度的石墨烯。这是世界上第一次得到单层的石墨烯,两位科学家因此获得了2010年度诺贝尔物理学奖。 中国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室高级工程师吴云博士给记者做了演示。他把一小片石墨片粘在胶带上面,然后对它进行交叠的撕拉。粘了半个小时后,胶带上面已经布满了灰色的石墨,然后再用胶带把这些石墨转移到了一块干净的硅片上。 吴云说,这时候看到的都不是石墨烯,因为石墨烯不仅非常薄,而且透光度达到97%以上,几乎完全透明,人的肉眼是根本看不到的,要找到它,还得通过专用技术手段。但这已经是多层的石墨片,再通过技术手段定位并确定层数,最终才能找到制作出的单层石墨烯。 专家说,这只是最初生产石墨烯的方法。胶带纸粘贴法演化而来的机械剥离法,只是实验室制备石墨烯的一种方法。目前,随着技术进步,高质量的石墨烯可以被更多地生产出来。 石墨烯将带来什么 应用石墨烯材料,手机屏幕可以轻易弯曲甚至折叠。 石墨烯的出现,有望给我们的生活带来惊喜。手机 可以“秒充”,手机屏幕可以轻易弯曲甚至折叠, 可以使用石墨烯导静电轮胎,避免摩擦起电发生爆燃……从航空航天、电子信息到节能环保,利用石墨烯的特性,很多领域很可能都会发生巨大的变化。 用石墨烯替代硅,可以提高电子芯片的性能。科研人员目前正把石墨烯的生产和应用引入 行业,石墨烯引发的技术革命很可能从我们常见的小小芯片开始。 电子芯片的基础材料是硅。然而,随着芯片上元器件越来越密集,最高端的芯片上,两个元器件之间的距离已经不到10个纳米,几乎到达硅材料的极限。想要继续提高性能,该怎么办?科研人员开始尝试用石墨烯部分代替硅的作用。 “由石墨烯制作的器件,理论上频率可以达到硅的十倍甚至上百倍,可以在雷达上应用,大幅提高雷达的分辨率。而且在通讯、成像上都有比较 应用。”孔月婵介绍说,而且,当前石墨烯的研发生产设备和普通半导体器材生产设备一样,现有的技术开发都可以基于成熟的设备和工艺,为后续的工程化研制奠定了基础。 科研人员还在做另一件大事。他们让石墨烯附着在厚度只有50纳米的金箔上,然后用一套新的办法,把石墨烯完整地转移到柔软的塑料片上。 孔月婵说,石墨烯可以通过灵活的方法转移到任意科研人员希望的衬底上,比如电子器件上专用的一个塑料衬底,它具备柔性,也适合晶体管的制备过程。通过特别的石墨烯转移技术,将带有石墨烯的金箔附着在了塑料片上,以之为基础在这块塑料片上制备出具有一定功能的电子器件。最关键的是,这样的电子器件可以轻松弯曲。未来无论是可以折叠的显示屏幕,还是能够植入人体的 ,都可能靠这样的石墨烯器件来实现。 石墨烯另一个被寄予厚望的应用领域是电能的储存。在天津 研究所,这里的科研人员正在开展最先进电容器的研究。电容器与电池一样,都能用来储存电能。它的优势在于充电速度快,几分钟就能充满,而且可以重复使用几万次。但它存储的电量不如电池多,还无法通过存储足够多的电能在生活里派上大用场。 “这是我们已经做好的改性石墨烯配成的浆料,下一步我们就把这些浆料通过 机涂到铝箔上,成为我们石墨烯电容器所用的正极。”