美证明石墨烯是强度最高材料

  美国哥伦比亚大学工程与应用科学学院的专家近日取得突破性的研究进展，证明碳材料石墨烯是至今所测量过的强度最高的材料。这一研究成果发表在最新一期《科学》杂志上。
　　石墨烯在开发纳米量级的装置与设备方面具有光明前景。石墨烯由六角形晶格排列的单层石墨原子组成，类似一个蜂巢。其作为一种二维材料，每个原子都暴露于表面，卷曲后，可制造出非常有用的微小管状物―――碳纳米管。
　　迄今为止，石墨烯的估计强度、弹性与断裂点测量都要基于复杂的电脑模拟理论。实验室测试因为两个主要的挑战而陷入困境：其一，想要在机械上要抓住石墨烯样本以测量其受力延长非常复杂；其二，难以制作出足够小的不具瑕疵的样本。
　　而今哥伦比亚大学研究团队制作出了小到不足以产生瑕疵的样本，从而回避了测量面临的问题。
　　研究人员表示，该研究确定出石墨烯是至今测量过的强度最大的材料，比结构钢的强度要高200倍。这就好比，需要让一头大象站在一支铅笔上，才能穿破一张保鲜膜厚度的石墨烯薄层。
　　研究团队从一块大石墨晶体上挑拣出微小的石墨烯样本，使这些样本的每一单个原子都处于表面，接着将这些新建的二维样本置于蚀刻在硅上的小孔上，从而制作出只有一个原子厚的微型圆形薄膜，石墨烯则因原子间的引力而黏附在硅上。
　　为了测试薄膜的强度，科学家用一个半径为200亿分之一米、带有钻石尖端的原子力显微镜来推动薄膜中心。这些每个直径约1微米的样本，因为没有瑕疵，使得科学家能测试其弹性与断裂点的特性。科学家现已在23种不同的薄膜上收集到超过67个测试值。