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孟超并没有放弃,而是尝试了各种各样的方法。
比如化学剥离法。
比如气相沉积法。
比如机械剥离法。
比如拉伸剥离法。
只可惜……
这些方法都没有成功,只能得到一些多层或者厚层的石墨烯,而不能得到单层的石墨烯。
看到这里。
韩立新微微点头。
从1990年开始,科学界就通过化学剥离的方式,来获得烟灰中的单层石墨。
但他们最终得到的石墨薄膜,要厚于50层到100层。
而用拉伸剥离法,最多能获得低至10纳米厚度的多层样品。
想想也是。
1毫米厚的石墨,约含有300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻一刷,留下的划痕,就可能是好几层石墨烯。
如此薄的石墨烯。
让科学界很难制备出单层石墨烯。
正因如此。
石墨烯一直被科学界认为,是一种只存在于理论中,无法在实验室获得的材料。
因为石墨烯是由碳原子构成的单层碳片,呈蜂窝图案的六边形平面晶格相互连接。
尽管碳原子之间通过共价键连接,但在室温下,碳原子的强烈热振动将导致单层碳原子无法稳定存在,最终分解成微小的球状结构。
问题来了!
孟超究竟是怎么做到的呢?
韩立新屏住呼吸,继续阅读论文。
文章里提到。
孟超在实验室一筹莫展之际,突然灵光一闪。
他注意到平常的实验里。
往往会先用透明胶带,把石墨上不必要的杂质粘掉,从而分离出新鲜、干净的表面。
这是扫描隧道显微镜研究里的一项标准技术。
但孟超心里想。
透明胶带,既然能把石墨上的杂质粘掉,那能否粘掉一些石墨的残渣,从而粘出一些单层石墨烯呢?
他想到就做。
用透明胶带反复粘贴和撕开石墨片,破坏石墨层间的范德华力。
通过这种方法,每次都会使石墨片变得更薄,直到最后剩下单层的石墨烯。
这个方法,听上去很荒谬,但非常有效!
具体实验过程里。
孟超将石墨片,从高定向热解石墨上剥离,然后将石墨片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就可以把它一分为二。
只要一直重复这个操作。
最终就会让石墨片,变得越来越薄,最终得到一个只有一层碳原子的薄片——石墨烯!
单层石墨烯被制备而出后。
孟超用显微镜和光谱仪来鉴定它们。
鉴定结果显示。
单层的石墨烯,在显微镜下,会呈现出淡棕色。
多层的石墨烯,在显微镜下,会呈现出深棕色或者黑色。
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