为什么石墨烯是一种超级材料呢?
一层石墨烯的厚度仅为一个原子,它符合了超级材料的所有特性:
石墨烯的强度是钢的200倍。
它比纸轻1000倍。
它有98%的透明度。
在室温下,它的导电性比任何已知的材料都好。
它可以将任何波长的光转换成电流。
最后但同样重要的是,石墨烯由碳构成,碳是宇宙中含量第四大的元素,所以我们不太可能会用完。
左边的小瓶是石墨,中间的小瓶是石墨膨胀的,而右边的小瓶是石墨烯。
石墨烯的超能力来自其结构。如果你能把它放大到足够近的距离,你会看到一片石墨烯看起来像一个原子尺度的蜂巢。单个碳原子排列成类似铁丝网的六角形。石墨烯片中的每个碳原子都与其他三个碳原子共价结合,这赋予了这种材料难以置信的强度。
那为什么石墨烯导电如此之好呢?再说一次,还是因为这些碳原子的键合方式。每个碳原子的外壳中有四个电子,但只有三个电子与邻近的三个碳原子共享。剩下的电子被称为π电子,可以在三维空间中自由运动,这使得它可以几乎没有电阻地在石墨烯薄片上传递电荷。事实上,石墨烯是室温下任何已知物质中导电速度最快的。
“神奇的角度”
最近的一项发现又给石墨烯这种神奇材料增添另一个超级能力。