对于碳这物质,卢强比大多数人都懂,也对它十分的着迷,🈁🞢🕷碳是自然界分布非常普遍的一种元素,它的分布十分广泛,以各种形式在自然界中存🖊在着。
地球上的生命都是以碳元素为基础的,碳元素是生命的骨架。从某种程度上,材料学的专业基础课程——有机化学其实就是碳的化学,它已经有了很长的发展历史,为塑料、橡胶和纤维三大👐合成材料奠定了坚实的基础,帮助人类创造了一个绚丽多彩的世界,极大地方便了人🍿🍹🍃类的生产生活;也为新🀨⚽🖸药物的合成奠定了坚实的基础,成了人类健康的保护神。
碳元素的最大特点之🐻🅃🐻🅃一是存在着众多同素异形体,如人们熟悉的金刚石和石墨,前些年发现的卡宾,以60为代表的富勒烯和碳纳米管等。
为什么卢强会对碳元素如此着迷,因为在他看来,这些由碳组成的材料的特性几乎可涵盖🜇地球上所有物质的性质甚至相对立🁰的两种性质,如从最硬到极软、全吸光到全透光、绝缘体到半导体到导体、绝热到良导热、高临界度的超导体等。
为什么碳元素会是如此的神奇呢?答案就在其独特的电子结构上,碳元素是六号元素,其原子最外层有🃠🙏四个价电子,原子除了可以sp杂化轨道形成单键外,还能以sp及sp杂化轨道形成稳定的双键和叁键,可以和各种原子形成花共价键,从而形成许许多多结构和性质完全不同的物质。
石墨就是其中一种,而来信内容上所的石墨烯一层层堆积最后便形成了石墨,碳纳米管🗼其实质就是卷曲的石墨烯结构。
走进实验室,里面有人来得比卢强更早,也是傅卫强所带的博🕷士生,北京人,全名刘全志,1岁,虽然比卢强大两岁,但是极其逗逼。
刘全志见🜞🃍到卢强拿着信封,立马嘿嘿笑道,“这次又有什么新产品新发明出来了?”
“石墨烯!”卢强笑道。
“🞴😗🁞靠,这发明给力,和我学水平差不多,我学一年级那会就能制🏰🝫🎂作♪石墨烯了,那个时候我的jj就跟我现在的头一样光滑。”刘全志摸了摸已经快秃完的头,无奈的道。
学那会大家都用铅笔写🜍🀻字,卢强知♉道用铅笔写字🔼🅻时极轻微的用力就可以将单层的石墨片层剥离下来形成石墨烯。
“嘿嘿,人家可不是学水准,🄷🂊他的可是单层的石墨烯🐫!”卢强回答道。
“厉害啊,还单层的石墨烯,那不就是二维材料吗?🐫有没有用什么神奇的方法啊?直接吹吗?”刘志全完立马大笑起来。
一直以来,科学家们就认为,单层的石墨烯是不🔼🅻可稳定能存在的。因为将石墨烯从石墨上剥离下来的力足以破坏石墨烯的结构,而且固体🝍的熔点随着粒子粒度的减是要大大降低的,当减到几个原子层厚时,固体将熔化。
另外,在二维晶体中由于内能的存在,使🗇🙤原子的振动幅度很大,因此原🙼🏭🝐子的错位将相当严重的,这将导致原子与未与它成键的原子间的距离的大和与它成键的原子间的距离的大几乎相同,因此不能保持单层的结构。