厨房里就能造出石墨烯

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1、厨房里就能造出石墨烯文/于静如何让一头大象站在纸上？这个问题不像将大象装进冰箱那么简单，因为你得先有一张能够承受得住其重量的纸张才行。石墨烯就是这样一种“神奇材料”，它的硬度超过钻石又具有橡胶一般的伸展性，因此如果用它来制作纸张，这个任务似乎就不那么困难了。除此以外它的导电、导热特性又十分优秀，重量也轻得几乎为零，如果将这种“神奇材料”投入生活，我们很可能将迎来一场革命性的改变。诞生在厨房的“神奇材料”不过一直以来，石墨烯非常薄、但是强度惊人，导电效率很高、可化学活动又不高，这种特性，使得它可以在技术领域中广泛地发挥作用。遗憾的是，石墨烯的制备相当困难，难以被大量生产，即使是最好的实

2、验制备技术，每小时最多只能制备出半克左右。然而近期，爱尔兰都柏林三一学院的乔纳森?科尔曼（JonathanColeman）等科学家发现许多实验室粉碎机都可以用来制备石墨烯，甚至包括厨房用的搅拌机。科尔曼领导来自美国和爱尔兰的学者进行研究，他们把一些打碎了的石墨放进一个容器内，加入“分解融液”，然后以一部名为“剪切混和器”的机器把石墨和融液高速搅动。结果能成功把石墨搅成大量细小的石墨烯片，每块仅1纳米厚和100纳米长，且没有破坏其结构。所以现在只要将一些石墨粉倒入搅拌机里，然后加入水和洗洁精高速搅拌，那么你就已经走上了炼制“贤者之石”——“石墨烯”的道路！也许你还是不大清楚石墨烯到底是

3、什么？从结构上说，石墨烯是一种单层碳原子六角形蜂窝晶格平面材料，具有超薄、超坚韧和高导电特性。紧密折叠成二维（2D）蜂窝状栅格结构的平坦单层碳原子，它们堆起来就是石墨，而石墨是铅笔头的主要成分。理论上只要以正确的方式剪切石墨便可以剥离出单独的碳原子层又不损坏其二维结构。2010年曼彻斯特大学的安德烈?海姆（AndreGeim）和康斯坦丁?诺沃肖洛夫（KonstantinNovoselov）正是凭借一卷胶带、一支铅笔制备石墨烯的方法赢得了诺贝尔奖。不只是听起来那么简单听起来很简单？科尔曼和他领导的研究小组告诉我们事实也是如此！只要将石墨粉和“分解融液”放入实验室的混合器里搅拌便能得到石

4、墨烯，而且通过电子显微镜分析，这种制备石墨烯的方法产量高达每小时5克，他们甚至还发现即使用厨房的搅拌器和“小仙女洗衣液”（一种英国的洗洁精）也可以完成这项任务。“如果你正在使用搅拌机，为什么要使用高档昂贵的表面活性剂而不用最简单的表面活性剂呢？特别是小仙女洗衣液。”科尔曼说。虽然他的话听起来怎么都像是在给这个品牌打广告，不过我们还是将注意拉回到制备石墨烯本身上吧！虽然听起来很简单，不过真正想在家里用铅笔末和洗洁精制备石墨烯还是太粗糙了点，因为制备过程对所需洗洁精含量的要求很高，它受诸多因素影响，比如石墨颗粒的大小分布或是有无杂质污染样品，而且制备的整个过程也不能将所有石墨转变为石墨烯

5、，因此搅拌后产生的黑色溶液还需要经过特殊技术分离才能得到石墨烯。经过科尔曼团队的计算，这项技术完全可以拓展到工业水平，如果采用容量为1000升的混合器每小时就能生产出100克石墨烯。科尔曼对这项很有潜力且能廉价生产大量石墨烯的技术十分兴奋，因为它们的用处可能会很广泛，比如他们之前的一个实验就表明，只要给一种聚酯添加少量的石墨烯，便能提高聚酯50%的强度。而这种新的制备方法能够大量生产石墨烯，只要扩大规模，产量便能以吨计数。不过剑桥大学的安德里亚法拉利（AndreaFerrari）说，大量生产高质量的石墨十分有用，但并非所有应用都是必需的。而石墨烯缺陷更容易结合其他分子，使其适合在电池

6、或复合材料方面发展。