王立谦
(黑龙江省科学院,黑龙江哈尔滨 150001)
石墨是碳质元素结晶矿物,具有耐高温性、导电导热性、润滑性、可塑性等特点,化学性能稳定,用途广泛,可用作耐火、润滑、耐腐蚀、吸附、研磨、密封、导电材料,还可以用作炼钢的增碳剂、原子能反应堆的减速剂等,在制造人造金刚石尤其是石墨烯方面有良好的发展前景。
金刚石就是人造钻石。目前,全球金刚石做得最好的是日本。2010年末,他们开发出目前世界上最坚硬的金刚石,其直径超过了1厘米,是由日本爱媛大学与住友电器工业公司合作研究,这项成果计划今年投产。
2010年10月5 日,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)教授因从事石墨烯的研究并揭示了其性质而获得2010年诺贝尔物理学奖[1]。
我们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯[2]。
石墨烯是一种二维晶体,传送电流的速度比电脑芯片里的硅元素快一百倍,其非凡的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,将有望在现代电子科技领域引发一轮革命。“它是目前已知的世界上最薄的材料,也是有史以来见过的最结实的材料”[3]。
中国已探明石墨的储量约20亿吨,占全球储量的70%多,鸡西石墨储量达5.2亿吨,占我国储量的四分之一,居亚洲之首,且矿石埋藏浅、含碳品位高,是国内外少有的优质大型石墨矿。……