神奇無形納米防彈衣 硬度超過金剛石

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【大紀元2017年12月23日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)微觀世界的神奇現象超出想像。科學家發現一種納米材料可以製成眼睛看不見的防彈衣,但是卻比金剛石堅固。

這種材料名為石墨烯,來自人們熟悉的石墨。本質上講,石墨烯是厚度僅以納米計算的單層原子構成的石墨。

紐約市大學(CUNY)的科學家們發現,兩層石墨烯的厚度僅為頭髮直徑的一百萬分之一,薄到人眼睛看不到的程度,但是硬度卻跟鑽石一樣,可以用來製成超薄防彈衣。

科學家在最新一期《自然納米技術分刊》(Nature Nanotechnology)上描述,石墨烯的這個特點十分神奇,因為只有兩層石墨烯疊在一起,才能變得跟鑽石一樣堅硬,連子彈都穿不透它。更多層石墨烯疊加起來,反而變得柔軟而幾乎沒有抵抗外力的作用。

石墨烯的本質是石墨(如圖所示)。(維基百科公有領域)
石墨的原子結構特點(維基百科公有領域)

據英國《每日郵報》12月22日報導,紐約市大學的首席研究員艾麗莎‧瑞德(Elisa Riedo)解釋:「我們以前測試石墨或者單層原子石墨烯時,施加壓力後感覺那是非常柔軟的一層膜。但是,當石墨烯薄膜恰好是兩層原子時,我們注意到它變得極為堅固,比鑽石還硬。」

鑽石,又名金剛石,是世界上最硬的東西。(pixabay)
金剛石的碳原子組合特徵(Flickr)

2004年,石墨烯被確認存在,科學家並因此獲得諾貝爾獎。科學家發現,石墨烯的原子組成方式是極為規則的正六邊形,或者說像峰巢的橫斷面形狀。

當然,石墨烯的用處不僅是可用於高強度材料,還因其導電導熱等其它性質,被製成尖端半導體等元件。

據紐約市大學的另一研究者邦吉奧諾(Angelo Bongiorno)解釋,石墨烯、石墨及金剛石都是碳原子構成的同一種物質,但是因為碳原子在微觀上的組合方式不同,而表現出截然不同的特點,猶如毫不相干的東西。#

責任編輯:葉紫微

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