石墨烯-2010诺贝尔物理学奖
石墨烯发现的故事
石墨烯发现的故事
石墨烯，一种只有一个原子层厚的二维材料，近年来在全球范围内备受关注。
其独特的光滑表面、高强度、导电性和超薄特性使其在科学研究和应用领域具有广泛的前景。
石墨烯的发现故事充满了传奇色彩，今天我们就来回顾一下这一重要的科学历程。
石墨烯的发现可以追溯到2004年，当时安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功实验制得石墨烯。
他们采用胶带剥离法制备出这种只有一个原子层厚的材料，这一突破性成果使他们荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯的发现为全球科学家打开了一个全新的研究领域，激发了人们对二维材料的研究热情。
石墨烯的特性使其在众多领域具有广泛应用。
首先，石墨烯具有极高的强度和韧性，是目前已知强度最高的材料。
这一特性使其在航空航天、汽车制造等高强度结构件领域具有巨大潜力。
其次，石墨烯具有良好的导电性，可以应用于高性能电子器件的制造。
此外，石墨烯还具有优异的热传导性能，有望解决现代电子设备散热问题。
石墨烯的发现对于我国科技发展具有重要意义。
我国政府高度重视石墨烯产业的发展，将其列为战略性新兴产业。
近年来，我国石墨烯研究取得了世界领先的成果，推动了石墨烯材料的产业化进程。
在新能源、智能制造、生物医疗等领域，石墨烯的应用正在逐步改变我们的生活。
总之，石墨烯的发现不仅为科学研究提供了新的方向，也为我国科技发展带来了前所未有的机遇。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖石墨烯是一种由碳原子排列成二维晶格的新材料，它具有独特的物理和化学性质，被认为是未来科技领域的重要材料之一。
石墨烯的发现引起了科学界的广泛关注，并且于2010年获得了诺贝尔物理学奖的殊荣。
石墨烯的发现可以追溯到2004年，由英国两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在实验中首次成功剥离得到了这种结构独特的材料。
他们使用普通的铅笔在胶带上来回剥离，再用显微镜观察到了由碳原子组成的一层薄膜，即石墨烯。
这个简单的实验手法引起了全球范围内科学家们的兴趣，成为了后来研究石墨烯的重要方法之一。
石墨烯的最重要的特点就是它的结构独特。
它仅由一个原子层的碳原子组成，这些碳原子呈六边形排列，形成了一个类似蜂窝状的结构。
这种结构使得石墨烯具有了一些非常独特的物理和化学性质。
石墨烯具有很高的导电性。
由于其结构特点，石墨烯中的碳原子之间只有三个共价键相连，第四个电子处于π轨道中。
这种特殊的电子结构导致了石墨烯中电子的运动不受到限制，因此石墨烯具有非常高的电子迁移率和导电性。
石墨烯具有很高的机械强度。
虽然石墨烯仅由一个原子层组成，但它的结构非常稳定，可以抵抗很大的拉力和压力。
这种特点使得石墨烯成为一种理想的材料用于制作新型的纳米器件和纳米材料。
石墨烯还具有很高的热导性、光学透明性和化学稳定性，这些特点为它在电子器件、光电材料、传感器等领域的应用提供了无限的可能。
随着石墨烯的发现和研究的深入，科学家们也逐渐认识到了石墨烯所具有的杰出特性。
2010年，石墨烯的发现者安德烈·海姆、康斯坦丁·诺沃肖洛夫和苏格兰科学家格拉夫因其在石墨烯方面的突出贡献而获得了诺贝尔物理学奖。
石墨烯的发现和研究不仅仅是一项科学研究成果，更是一种重要的科技突破。
石墨烯的应用前景非常广阔，在能源、信息技术、生物医药和环境保护等领域都有着巨大的潜力。
无论是制作更快更小的电子器件，还是制造更高效的太阳能电池，石墨烯都将发挥重要的作用。
2010年度诺贝尔物理学奖_有关二维石墨烯材料的开创性实验讲解
2010年度诺贝尔物理学奖:有关二维石墨烯材料的开创性实验2010年10月5日,瑞典皇家科学院宣布,2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位俄裔科学家 安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫,以表彰他们!有关二维石墨烯材料的开创性实验∀.封面是海姆和诺沃肖洛夫在曼彻斯特大学校园内的合影.海姆1958年生于俄罗斯索契,现年51岁,拥有荷兰国籍;而诺沃肖洛夫年仅36岁,拥有英国和俄罗斯双重国籍,是1973年以来最年轻的诺贝尔奖获得者.两人都在俄罗斯出生和长大,均毕业于莫斯科理工大学,并且是师生关系.相信我刊读者对二维材料石墨烯都不会感到陌生,二三年来#物理通报∃刊发了多篇关于石墨烯研究最新进展的报道,在颁奖前夕的2010年第10期还发表了有关报道.在瑞典皇家学院向大众介绍石墨烯的材料中说:!这是世界上最薄的,最坚固的材料.作为导体,它的导电性能像铜那样好;作为导热材料,它胜过目前已知的所有其他材料.它几乎完全透明,但又封闭性极好,那怕是最小的氢原子也不可以从中穿过%%这张近乎完美的网只有一层原子那么厚,它是由碳原子构成的,形同做小鸡笼子的六角丝网.∀[1]2004年10月海姆和诺沃肖洛夫在#S cience ∃发表第一篇关于石墨烯的论文,这篇文章迅速在全球引起强烈的反响.关于它的研究工作从基础理论和应用两个层面上爆发性地展开,并越来越热.近期#纳米科技∃上发表的论文有近14是有关石墨烯的.石墨烯由石墨制得,但这个过程并不容易.人们平常所用的铅笔中就含有石墨,石墨是种并不引人注目的寻常材料,人们也早就知道石墨有片层结构,但在海-诺之前并没有人得到过石墨烯.1mm 厚的石墨片是由3000000层石墨烯堆叠在一起,在把它分成3000000片之前它就是石墨片而不是石墨烯.只有把石墨片一层层分开,不断分开直到分无可分时,石墨烯才展露出它神奇的面貌.1 神奇的透明胶2008年8月,海姆在接受科学观察网站(www.science w atch.co m )专访时,讲述了他们当初如何制造石墨烯的故事[2].当时,海姆买了一大块高定向热解石墨,这是一种纯度非常高、通常用于分析的石墨材料.海姆把它交给了他新来的一位中国博士生,并给了他一台非常高级的抛光机,希望他能制作出尽可能薄的薄膜.三个星期过后,这位博士生拿着一个培养皿告诉海姆说做好了.海姆用显微镜观察培养皿底部的石墨斑,发现那足有10 m 厚,相当于1000层石墨烯的厚度.海姆于是问他,能不能磨得再薄一些?他告诉海姆,那还再需要一块石墨.要知道这种石墨每块大约要花300美元.海姆承认自己当时的态度可能不太好,于是,那位中国博士生对他说:!既然你这么聪明,那你就自己试试吧.∀海姆和诺沃肖洛夫去做了,他们采用了一种非常!简单∀的方法.因为石墨具有完整的层状解理特性,可以按层剥离.于是,他们用透明胶带在石墨上粘一下,这样就会有石墨层被粘在胶带上.再用一条新胶带,粘一下再拉开,这样,两段胶带都粘有石墨层,石墨层又变薄了.如此反复多次,胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时,石墨层也就变成了石墨烯.大家可以算一下,假设是前文提到的1mm 厚的石墨片,每次都是均匀地分开成两层,那么大约要用透明胶粘多少次之后能得到石墨烯呢?海姆对此有一句话!在手边往往就有一些很简单的但很管用的实验和发现∀.2 磁悬浮青蛙和周五狂热兴趣实验说起来海姆还得过一个!诺贝尔奖∀,那是2000年10月5日晚,第十届搞笑诺贝尔奖颁奖仪式在哈佛大学桑德斯礼堂举行.来自英国布里斯托大学的迈克尔 贝里和荷兰内梅亨大学的安德烈 海姆,因!磁悬浮青蛙∀的研究而共同获得搞笑诺贝尔物理学奖.2由科学幽默杂志#不可思议的研究纪事∃主办的搞笑诺贝尔奖,从1991年开始,每年10月上旬也就是在诺贝尔奖颁布之前颁布.由诺贝尔奖获得者参加的搞笑诺贝尔奖评选委员会,将按照!乍看很搞笑,之后却令人深思∀的评奖原则,评选出涵盖了诺贝尔奖的10个奖项的获奖人.海姆在接受诺贝尔基金会网站电话采访时提到了此事.海姆是一个思维活跃的人,他说有些研究人员从读博士学位起被导师领入一个领域,从此一生都从事相近的研究,但他不是.不同性格的人有不同的做事风格,海姆说他从来不会很长时间都一直从事单一的研究内容,他总在进行一个项目的同时考虑在这个领域还有没有其他的相关的事情,利用现有的研究设备还可以搞点什么.虽然这样的尝试一百次中有九十九次都会失败,但他一直坚持!周五晚间实验∀搞一些纯兴趣的东西.!飞行青蛙∀就是其中之一,还有一个是模拟壁虎爪子搞的爬墙装置.很幸运,石墨烯也是其中之一,一百次!手边实验∀中成功的那一次.诺沃肖洛夫在接受同样的采访时,正巧在进行一个实验.他对记者说:!海姆是个神奇的物理学家,我得说我从他那里学到了很多%%∀记者让他描述一下他的实验室,他说那就是个狂热之地.!人们认为我们在做物理,实际上我们没有,我们在做科学,这句话的意思是,我们的研究兴趣要远远比那些特定的物理学领域或者物理学本身宽泛得多,海姆称之为周五晚间实验,实际上就是我们在那里做一些疯狂的事情,石墨烯就是其中之一.∀据诺沃肖洛夫的说法,用透明胶带分离石墨烯就是想看看到底石墨能分离到什么程度,纯粹的周五晚间狂热实验.然而在分离成功后,顺手拈来进行的一系列测试,让他们非常吃惊地发现石墨烯是一种不同于以前任何材料的!奇迹材料∀.记者问诺沃肖洛夫,海姆有个!臭名昭著的恶习∀就是频繁变换研究领域,为何在石墨烯这个领域一进去就是6年.对此诺沃肖洛夫说他们!非常不幸∀地因为兴趣所至陷了进去.3 阿拉斯加淘金者 海姆海姆对他在发现石墨烯之后的5年里的工作有一个描述!我就像杰克伦敦笔下的阿拉斯加淘金者,在一大片旷野里用小棍插出自已的地盘,然后闷头挖金子.∀他之所以能在石墨烯领域一去五六年就是因为石墨烯的应用实在是太广泛了.作为一名!淘金者∀现在他涉及的领域主要有石墨烯液晶显示、超敏感化学传感器和石墨烯晶体管.当石墨烯的研究迅速升温后,海姆拥有了数量众多的竞争者,不过他说在最初的3年还是很轻松地在很多的地盘上插上了写着海姆名字的小棍.虽然目前在这个领域有成千上万的研究者在努力淘金,但他目前还没有从这个拥挤的研究领域中转移出去的打算.例如在超敏感化学传感器领域,从物理到化学的知识跨度绝不小于从飞行青蛙到石墨烯,因此他对在这一领域内的研究还远远没到失去新鲜感的地步.4 梦想中的世界关于石墨烯可能的应用研究人员们给予了极高的关注,真的都像是一群淘金者那样试图在旷野中圈出一块金矿,虽然大部分的尝试对我们来说就像是科幻,但很多项目已经在付诸实践,就像海姆和诺沃肖洛夫正在做的那些研究.石墨烯的导电能力被寄予了厚望,良好的电和热的传导能力,超强的强度,人们期待在将来制造出高效、轻质、高强度的石墨烯电缆,其结果将是革命性的,输电线将由铜线时代进入碳线时代.石墨烯晶体管被认为最有希望超越和取代硅晶体管而成为未来计算机的核心,高速、低能耗、体积进一步小型化的碳基集成电路将使未来的计算机有远超现在计算机的强大运算能力,计算机将由硅时代进入碳时代.石墨烯超高的强度,可以制造出更坚固的复合材料,用之取代铝材,飞机可以变得更轻,飞得更远,更加安全.取代钢材制造汽车,建筑楼房%%制造人造卫星%%制造纸一样薄的移动电话%%制造太阳能电池%%石墨烯的发现打开了通往新世界的大门,但谁也无法预言石墨烯的未来究竟会如何,包括海姆和诺沃肖洛夫,当记者问及海姆石墨烯研究的未来时,他开玩笑地说他只能预言已经发生的事情.但无论如何!机会仅会眷顾那些有准备的大脑∀.参考文献1 T he R oy al Sw ed ish A cade m y of S ciences.the N obel P riz e i nPhys ics f or2010,Inform ation for the P ublic.N obelpr ize[w eb]2 马文方.石墨烯:透明胶带成就的诺贝尔奖.中国计算机报,2010-10-25(40)吴江滨 编译3。
石墨烯发明者获2010年诺贝尔物理学奖
石墨烯发明者获2010年诺贝尔物理学奖瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
海姆和诺沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。
这是目前世界上最薄的材料，仅有一个原子厚。
自那时起，石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题。
目前，集成电路晶体管普遍采用硅材料制造，当硅材料尺寸小于10纳米时，用它制造出的晶体管稳定性变差。
而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管。
此外，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好。
因此，石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命。
成果解读：石墨烯--二维碳的奇妙世界碳是最重要的元素之一，它有着独特的性质，是所有地球生命的基础。
纯碳能以截然不同的形式存在，可以是坚硬的钻石，也可以是柔软的石墨。
2010年诺贝尔物理学奖所指向的，是碳的另一张奇妙脸孔：石墨烯。
想象有那么一张单层的网，每一个网格都是一个完美的六边形，每一个绳结都是一个碳原子。
这张网只有一个原子那么厚，可以说没有高度、只有长宽，是二维而不是三维的。
这就是石墨烯，它是二维的碳，人类已知的最薄材料，一种正为物理学和材料学带来许多新发现的东西。
由于这种材料是从石墨中制取的，而且包含烯类物质的基本特征--碳原子之间的双键，所以称为石墨烯。
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。
石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
层与层之间附着得很松散，容易滑动，使得石墨非常软、容易剥落。
铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构进行过理论研究，但在此后很长时间里，制取单层石墨烯的努力一直没有成功，有人认为这样的二维材料是不可能在常温下稳定存在的。
2004年10月，发表在美国《科学》杂志上的一篇论文推翻了这种认知。
2010年诺贝尔奖
2010年诺贝尔奖：石墨烯发明者斩获物理学奖
新华社斯德哥尔摩10月5日电(报道员孙锲记者吴平) 瑞典皇家科学院5日宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予荷兰籍物理学家安德烈·海姆和拥有英国与俄罗斯双重国籍的物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克宣读了获奖者名单及其获奖成就。
他说，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫制备出了石墨烯材料，并发现它所具有的非凡属性，向世界展示了量子物理学的奇妙。
随后，诺贝尔物理学奖两名评选委员伦德斯特伦和德尔信对获奖者的研究成果作了介绍。
他们说，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯，这种材料仅有一个碳原子厚，是目前已知的最薄的材料。
作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。
利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。
比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。
如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，因此其应用前景十分广阔。
瑞典皇家科学院认为，海姆和诺沃肖洛夫的研究成果不仅带来一场电子材料革命，而且还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展。
【历届诺贝尔奖得主(十一)】2010年物理学奖
2010年12月10日第一百一十届诺贝尔奖颁发物理学奖2010年：英国曼彻斯特大学科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在二维空间材料石墨烯的突破性实验获奖。
安德烈·海姆安德烈·海姆（AndreGeim），英国曼彻斯特大学科学家。
父母为德国人，1958年10月出生于俄罗斯西南部城市索契，拥有荷兰国籍。
1987年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位，毕业在校工作三年后在英国和丹麦继续他的研究工作。
现受聘于英国曼彻斯特大学，1994年在荷兰奈梅亨大学担任副教授，也是荷兰代尔夫特大学的名誉教授。
他于2001年加入曼彻斯特大学任物理教授。
在他的职业生涯中，海姆发表了超过150篇的顶尖文章，其中很多都发表在自然和科学杂志上。
简介安德烈·海姆[1]安德烈·海姆[1]他科研当中最受瞩目的就是2004年在曼彻斯特大学任教期间他和康斯坦丁发现了2维晶体的碳原子结构，也就是著名的石墨烯。
到目前为止他杰出的研究工作已经使他获得了无数的奖项。
其中包括2007年的MottPrize和2008年的EurophysicsPrize。
2009年4月他还获得了KörberEuropeanScienceAward。
2010年获得皇家学会350周年纪念荣誉研究教授。
.值得一提的是在发现石墨烯之前，早在2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力，让一只青蛙悬浮在半空中。
10年后的2010年他获得诺贝尔物理学奖。
他也是世界上唯一一个同时获得过诺贝尔奖和搞笑诺贝尔奖的科学家。
[2] 安德烈目前是曼彻斯特大学Langworthy研究教授也是曼彻斯特大学纳米科技中心主任，之前拥有此荣誉头衔的人包括发原子裂变的卢瑟福爵士，卢瑟福于1907-1919年在曼彻斯特大学工作，1908年获得诺贝尔化学奖。
在获奖后接受采访时安德烈·海姆说：“对于研究人员来讲，诺贝尔奖是一个至高无上的荣誉。
2010年诺贝尔物理学奖获得者及获奖原因
英国曼彻斯特大学2位科学家因在石墨烯方面的开创性实验获奖北京时间10月5日下午5点45分，2010年诺贝尔物理学奖揭晓，英国曼彻斯特大学2位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）因在二维空间材料石墨烯（graphene）方面的开创性实验而获奖。
安德烈·盖姆（Andre Geim），荷兰公民。
1958年出生于俄罗斯索契。
1987年从俄罗斯科学院固态物理研究所获得博士学位。
英国曼彻斯特大学介观科学与纳米技术中心主任。
曼彻斯特大学物理学教授及皇家学会2010周年纪念研究教授。
康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov），英国和俄罗斯公民。
1974年出生于俄罗斯下塔吉尔。
2004年从荷兰内梅亨大学获得博士学位。
英国曼彻斯特大学教授及皇家学会研究员。
只有一个原子厚度，看似普通的一层薄薄的碳，缔造了本年度的诺贝尔物理学奖。
安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫向世人展现了形状如此平整的碳元素在量子物理学的神奇世界中所具有的杰出性能。
作为由碳组成的一种结构，石墨烯是一种全新的材料——不单单是其厚度达到前所未有的小，而且其强度也是非常高。
同时，它也具有和铜一样的良好导电性，在导热方面，更是超越了目前已知的其他所有材料。
石墨烯近乎完全透明，但其原子排列之紧密，却连具有最小气体分子结构的氦都无法穿透它。
碳——地球生命的基本组成元素——再次让世人吃惊。
安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫是从一块普通得不能再普通的石墨中发现石墨烯的。
他们使用普通胶带获得了只有一个原子厚度的一小片碳。
而在当时，很多人都认为如此薄的结晶材料是非常不稳定的。
然而，有了石墨烯，物理学家们对具有独特性能的新型二维材料的研制如今已成为可能。
石墨烯的出现使得量子物理学研究实验发生了新的转折。
2010诺贝尔物理学奖
2010诺贝尔物理学奖得主:把科研当成快乐的游戏 2010年10月15日 11:16 中国新闻周刊安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫今年的诺贝尔物理学奖可能最具娱乐性：一对师徒用透明胶带在制作铅笔芯的石墨中发现了一种二维平面材料，他们中的一位还曾获得过“搞笑诺贝尔奖”本刊记者/钱炜10月5日，瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的两位科学家——现年52岁的安德烈·海姆和36岁的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
研究：“search”而非“research”石墨烯是怎么被发现的？对此，海姆2008年在接受《科学观察》采访时解释说，除了拥有设备和相关方面的知识，一个重要原因是自己有一种“科研恶习”。
他说，“那段时间里，我关注研究碳纳米管的那拨人，对他们时不时地声称获得这样或那样牛的成果觉得恶心。
我想，我可以做一点不同于碳纳米管的东西，为什么不把碳纳米管剖开呢？于是，就有了后来的研究。
”起初，海姆请实验室新来的一名中国博士生将一块高定向裂解石墨制成薄膜，要求尽可能薄，并给了他一台精巧的抛光机。
三周后，这名博士生拿着培养皿来见海姆，说他成功了。
海姆用显微镜一看，那些石墨碎片估计仍有1000层左右。
海姆希望他能将石墨碎片研磨得更薄一些，但这名博士生最后说：“如果你这么聪明，就自己试试。
”于是这成了一个转折点，海姆决定自己来试试，他就用透明胶带来做这件事。
如今，海姆所用的方法，被业界戏称为“透明胶带技术”。
由于层间的作用力非常弱，石墨很容易剥落脱离。
将石墨放在透明胶带上，反复撕拉 10～20下左右，就获得了10层左右的石墨——这正是海姆当初的实验，他们并没有直接获得石墨烯，但10层左右的石墨就已表现出了足够特殊的物理性能。
海姆曾用磁性克服重力，让一只青蛙漂浮在半空中，因此获得了2000年的“搞笑诺贝尔奖”。
诺贝尔基金会也形容这对师徒“把科学研究当成快乐的游戏”。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖石墨烯是一种由碳原子构成的材料，具有独特的结构和性质，自2004年以来，石墨烯一直备受科学界关注，并取得了一系列重大突破。
2010年，石墨烯研究领域的两位科学家，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，凭借对石墨烯的研究成果获得了诺贝尔物理学奖。
他们的成就无疑将石墨烯的应用领域推向了一个全新的高度，也因此被誉为“石墨烯玩出来的诺贝尔奖”。
石墨烯是一种二维的碳材料，由碳原子以六角形的方式排列构成，形成类似蜂窝的结构。
它具有极强的机械性能、导电性能和热传导性能，使得石墨烯在诸多领域都有着广泛的应用前景。
石墨烯的发现和研究始于2004年，当时，两位来自曼彻斯特大学的科学家，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，通过一种简单的方法成功地制备出了石墨烯，并发现了其独特的性质。
他们通过一种简单的方法，就是利用普通的胶带将石墨烯从石墨中剥离出来，得到了能够单层厚度的石墨烯片。
这种方法简单易行，并且可以大量生产得到高质量的石墨烯，为石墨烯的研究提供了重要的技术手段。
安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的研究成果被发表在《科学》杂志上，引起了广泛的关注。
石墨烯的导电性能是其最为突出的特点之一。
石墨烯可以在室温下展现出非常高的电导率，是铜的几十倍甚至上百倍。
这使得石墨烯有着极高的应用潜力，在电子器件、导电材料等领域有着广泛的应用前景。
石墨烯还具有出色的热传导性能，使得其在热管理方面也具有广阔的应用前景。
除了石墨烯本身的性能之外，石墨烯的结构也具有非常独特的性质。
石墨烯是一种二维的材料，而且非常薄，仅仅是一个原子层厚度。
这种特殊的结构使得石墨烯在柔性电子器件、透明电子器件等领域有着广泛的应用潜力。
石墨烯还具有极强的机械性能，在某些方面甚至可以与钢铁相媲美，这也使得石墨烯在材料强度方面具有重要的应用前景。
石墨烯的诺贝尔奖获得者安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的研究成果为石墨烯的研究和应用推动了一个全新的时代。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有出色的导热、导电和机械性能。
由于其独特的物理和化学性质，石墨烯被认为是一个具有巨大潜力的材料，可以在许多领域实现革命性的突破。
石墨烯的发现及其相关研究成果吸引了各国科学家的广泛关注，也因此使得相关的研究者们获得了多项重大奖项，其中最为知名的当属诺贝尔奖。
2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因发现石墨烯而获得了诺贝尔物理学奖。
他们的发现被认为是材料领域的一次革命，因为石墨烯在许多方面都具有独特的性能，并且可能会在半导体、电子器件、能源存储等领域带来深远的影响。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构，这使得其具有一系列独特的物理性质。
石墨烯具有非常高的导电性能，远超过传统的导体材料，如铜和银。
石墨烯具有优异的导热性能，可以在宽温度范围内实现高效的热传导。
石墨烯还具有极高的机械强度和柔韧性，可以在微观尺度上承受非常大的应力而不会破裂。
最重要的是，石墨烯还表现出了许多其他奇特的电子、光学和磁性性质，这些性质都为其在科学研究和工程应用中带来了无限可能。
石墨烯的发现和研究成果为科学家们带来了巨大的荣誉和奖励。
盖姆和诺沃肖洛夫因其在石墨烯领域的开创性工作而获得了诺贝尔物理学奖，这是对他们多年来辛勤工作的最高褒奖。
石墨烯的研究也为许多其他科学家们赢得了诸多科学奖项，如英国皇家学会奖、美国国家科学奖等。
除了科学奖项，石墨烯的发现和研究还为科学家们带来了丰厚的经济回报。
由于其在一系列领域中的广泛应用前景，石墨烯已经成为了许多国家和企业的重点研发项目。
不少公司纷纷宣布对石墨烯的投入，并且已经开发出了许多新型产品和技术。
这些都为科学家们创造了更多的就业机会和投资机会。
除了在科学研究和商业应用中带来的影响，石墨烯的发现也为普通民众带来了丰硕的成果。
石墨烯具有非常好的柔身性和强度，可以应用在各种电子产品、材料制造和医疗器械等领域，为人们的生活带来了极大的便利。
2010年诺贝尔奖物理学奖及石墨烯化学试题1
2010年诺贝尔奖物理学奖及石墨烯化学试题一、两科学家用“胶带”和“铅笔”夺诺贝尔物理奖中新社北京2010年10月5日电，瑞典皇家科学院今天11时45分(北京时间17时45分)宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。
共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
二、石墨晶体结构石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。
有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB……。
图(2)为AB两层的堆叠方式，O和●分别表示A层和B层的C原子。
⑴在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。
三、与石墨烯相关的化学试题（一）选择题1、（09安徽卷7）石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如右），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。
下列说法正确的是A.石墨烯与石墨互为同位素B.0.12g石墨烯中含有6.02×1022个碳原子C.石墨烯是一种有机物D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合2、石墨烯(g ra p he ne)是目前科技研究的热点，可看作将石墨的层状结构一层一层的剥开得到的单层碳原子。
将氢气加入到石墨烯排列的六角晶格中可得最薄的导电材料石墨烷(gr ap ha ne，如下图)，下列说法中正表示阿伏伽德罗常数)确的是(NAA.石墨烯与石墨烷互为同素异形体B.石墨烯转变为石墨烷可看作取代反应C.12g石墨烯所含碳碳键数目为1.5NAD.12g石墨烯完全转变为石墨烷需氢气11.2L3、石墨是层状晶体，每一层内碳原子结构如图所示，如果将每对相邻原子间的化学键看成是一个化学键，则石墨晶体每一层内碳原子数与碳—碳化学键数目的比是：A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶34、石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是A.10个B.18个C.24个D.14个5、下图是金刚石、石墨、C 60的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：石墨烯是一种新型的碳材料，由于其独特的结构和性质，被誉为“21世纪的黑金”，并且在2010年荣获了诺贝尔物理学奖。
石墨烯的发现者包括安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以及诺沃肖洛夫的学生谢尔盖·德罗诺夫。
他们的发现证明了石墨烯具有优异的电学和热学性质，使其在半导体、电子器件、光电器件等领域有着重要的应用前景。
下面我们就来盘点一下石墨烯玩出来的诺贝尔奖。
石墨烯表现出了惊人的导电性能。
石墨烯的电子输运性质超越了传统半导体，电子在石墨烯中的速度达到了每秒2000公里，因此被誉为最好的导电材料。
石墨烯的高导电性能使其在电子器件领域具有巨大的应用潜力，比如可用于制造更薄更快的电子产品，提高电子产品的性能和稳定性。
石墨烯还表现出了出色的热导性能。
石墨烯的热传导性能是铜的两倍，是金的五倍，这意味着石墨烯可以高效地转移热能。
这种独特的性质使得石墨烯在热管理领域有着广泛的应用前景，比如用于制造更高效的散热材料，提高电子设备的散热效果。
石墨烯还表现出了优异的机械性能。
石墨烯的强度是钢的200倍，同时又具有很好的柔韧性，这使得石墨烯成为一种理想的结构材料。
石墨烯可以被用于制备超强韧、超轻的材料，用于航空航天领域、汽车制造领域等。
石墨烯还表现出了惊人的光学性能。
石墨烯可以吸收所有波长的光线，包括可见光和红外线，因此有望在光学器件领域有着广泛的应用。
比如用于制备更高性能的光学镜片、光纤、激光器等。
第二篇示例：石墨烯是由一层厚度的碳原子构成的二维材料，其结构独特，具有许多惊人的性质。
石墨烯具有非常高的导电性、热导性和强度，同时又非常轻薄和柔韧。
这些极具特色的性质使得石墨烯在电子学、光学等领域具有巨大的应用潜力。
石墨烯的发现，彻底改变了人们对碳材料的认识，也开启了一系列的材料科学研究，在能源、电子、医疗等领域的应用前景广阔。
2004年，安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫以及诺维格拉德夫（Novoselov）三位科学家通过实验室微操工具将石墨层层剥离，最终获得了单层厚度的石墨烯。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，因其出色的导电性、热导性和机械性能而备受瞩目。
2004年，两位来自曼彻斯特大学的科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）成功地分离出了石墨烯，并首次制备出了这种材料。
他们的杰出贡献在2010年获得了诺贝尔物理学奖，成为了诺贝尔奖历史上的重要一刻。
石墨烯的发现及其后续的研究成果，不仅在科学界引起了轰动，同时也在实际应用中展现出了巨大的潜力。
石墨烯的发现源于对碳纳米管的研究。
盖姆和诺沃肖洛夫通过使用胶带去除石墨薄片上的碳原子，最终成功分离出了石墨烯结构。
这一研究成果被发表在2004年的《科学》杂志上，引起了全球科学界的关注。
在这项研究中，盖姆和诺沃肖洛夫利用简单的实验装置和技术手段，成功地制备出了石墨烯材料，并证实了其具有独特的电学、光学和力学性质。
这一成果被认为是开启了石墨烯研究的新篇章，为石墨烯的后续研究和应用奠定了坚实的基础。
由于石墨烯的出色性能和潜在应用价值，科学界对其进行了深入的研究和探索。
石墨烯的制备、性质表征、应用等方面的研究成果层出不穷，相关领域的学术研究论文数量不断攀升。
石墨烯技术也成为了国家战略研究的重点方向，各国纷纷加大科研投入，争相开展石墨烯相关的科研项目。
石墨烯的研究逐渐从基础研究向应用研究转变，一大批具有自主知识产权的技术和产品不断涌现，为石墨烯的产业化应用和商业化发展奠定了基础。
除了学术研究和产业发展，石墨烯的实际应用领域也在不断扩展。
目前，石墨烯已经在电子材料、导热材料、光学材料、传感器、柔性显示器、锂离子电池等领域取得了重要突破。
利用石墨烯制备的柔性透明导电薄膜已经广泛应用于触摸屏、柔性显示器等电子产品中；石墨烯导热材料已经成功用于热界面材料、散热材料等领域，取得了良好的热管理效果。
石墨烯的光学性质也被广泛应用于传感器、光学器件、激光技术等领域，为实现高灵敏度、高分辨率的光学应用提供了新的可能性。
石墨烯玩出来的诺贝尔奖
石墨烯玩出来的诺贝尔奖石墨烯是一种由碳原子组成的二维原子晶体，具有很多令人惊奇的特性。
由于其电子迁移率高、机械强度大、热导率高等优异的物理性质，石墨烯被认为是未来纳米电子学和材料科学的重要应用材料之一。
2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯领域的突破性研究工作而获得诺贝尔物理学奖。
石墨烯最早是由两位诺贝尔奖得主安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年发现的。
他们成功地从石墨中剥离出一个原子厚度的石墨烯片，并通过电子显微镜技术进行观察和测量。
这一发现引起了国际科学界的广泛关注，并被认为是开创了二维材料领域的先河。
石墨烯的特殊结构赋予了它许多独特的性质。
石墨烯是一种具有丰富电子能级结构的零带隙半导体，电子在其内部的移动速度极快，使其成为应用于电子器件中的理想材料。
石墨烯具有很高的力学强度和柔韧性，可以弯曲和拉伸到极限而不会损坏，这使其成为制造高强度材料的理想候选。
石墨烯还具有优异的热导率和化学稳定性，可应用于热管理和催化反应等领域。
由于石墨烯的特殊性质和广泛的应用前景，石墨烯研究成为了许多科研机构和企业的热点。
在海姆和诺沃肖洛夫的工作基础上，科学家们进一步探索了石墨烯的制备方法、物性优化和应用开发等方面的工作。
石墨烯在电子学、光学、能源、传感器、医疗等领域具有广泛的应用潜力。
在电子器件方面，石墨烯可以用于制备更快、更小和更节能的晶体管；在能源方面，石墨烯可以作为高效的储能和催化材料；在医疗方面，石墨烯可以用于制备生物传感器和药物传递系统。
石墨烯的发现和研究不仅改变了科学家们对材料的认识，也在实际应用中取得了一系列的突破。
石墨烯被誉为“21世纪的材料之王”，其在电子学、能源、材料和生物医学等领域的应用将对人类社会产生深远的影响。
通过对石墨烯的研究，科学家们为未来的科技发展开辟了新的道路。
值得期待的是，随着科学技术的不断进步，石墨烯的潜力将得到更充分的发挥，为人类带来更多的创新和改变。
石墨烯简介
石墨烯Graphene一．石墨烯是什么？1.关于2010诺贝尔物理学奖海姆和诺沃肖洛夫他们曾是师生，现在是同事，他们都出生于俄罗斯，都曾在那里学习，也曾一同在荷兰学习和研究，最后他们又一起在英国于2004年第一次用微机械剥离法( Micromechanical cleavage) 获得石墨烯薄片层制备出了石墨烯。
这种神奇材料的诞生使安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。
至此，三维的金刚石、“二维”的石墨、一维的碳纳米管和零维的富勒球（足球烯）就组成了完整的碳家族体系。
2.石墨烯的结构所谓石墨烯，它和石墨有着紧密的联系。
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。
——此即微机械剥离法单层石墨烯就是指只有一个 C 原子层厚度的石墨，C—C 间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。
完美的石墨烯是理想的六边形晶格组成二维晶体结构，利用透射电镜（TEM），原子力显微镜（AFM）研究表明，这些悬浮的石墨烯片层并不是完全平整，他们表现出物质微观状态下固有的粗糙，表面会出现几度的起伏，可能正是这些三维的褶皱巧妙的促使二维晶体结构稳定存在。
石墨烯厚度只有0.335nm，如果我们把20 万片薄膜叠加到一起也只有一根头发丝那么厚。
3.石墨烯的特点及相应的应用它是已知材料中最薄的一种，并且比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
eg.如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。
换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。
————应用：这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。
2010诺贝尔物理学奖2010诺贝尔物理学奖
负折射
• 由“超材料”制成的隐形衣则具有负折 射的特点，可以紧紧吸住照射过来的光 波，让光波辐射沿最内圈弯曲，只停留 在衣服周边缓慢波动，而不会反射出去 ，于是就产生了隐形效果。穿上隐形衣 的人也将隐藏于其中。
• 在地球上开始出现生命 前后，火星上可能仍有 水存在。
• 现在的火星仍有足够湿 气，鼓励科学家搜寻能 够呼吸的活细菌。
• 负折射是用来衡量电磁波从一种媒介 进入另一种媒介时，光线被弯曲的程 度的一种衡量方法。假如水能显示出 负折射，那么木棒被水淹没的部分将 看起来似乎是从水面伸出来，而且在 水下游来游去的鱼看起来将像在水面 以上的空中移动。
超材料怎样实现隐身？
超材料使物体在较长的波长中隐身
上图是有美国北卡罗莱纳州杜克大学开发的超材料，当微波射向这 个圆圈时会发生弯曲偏转，由于微波并没有被物体反射回来，只是 弯曲了之后继续前进，因此专门用来探测微波的仪器检测不到微波 ，可以说物体已经在这个检测仪器面前“隐身”了。
石墨烯有哪些应用？
抗菌生长
取代传统照明设备
可弯曲的触摸显示屏
盖姆另一创意之作-模仿蜘蛛侠
盖姆模仿壁虎掌纹开发 出的的新干燥粘性材料， 将1cm2的“模拟壁虎脚 绒毛材料”安在垂直平 面上，居然可以支撑起 一公斤的重量。
另类诺贝尔-搞笑诺贝尔奖
另类诺贝尔-搞笑诺贝尔奖
“搞笑诺贝尔奖” （ Ig 诺贝尔奖）
前沿科技
石墨烯被发现？ 诺贝尔物理学奖解读
目
石墨烯
1.2 Multitude of striking properties of single-and few layer graphene
5. Optimal mechanical properties 石墨是矿物质中最软的，其莫氏硬度只有1-2 级，但被分离成一个碳原子 厚度的石墨烯后，性能则发生突变，其硬度将比莫氏硬度10 级的金刚石还高， 却又拥有很好的韧性，且可以弯曲。 据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚 度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂
1.2 Multitude of striking properties of single-and few layer graphene
1. High carrier mobility and the quantum Hall effect ② quantum Hall effect 石墨烯还表现出了异常的整数量子霍尔行为。其霍尔电导为量子电导的奇数倍， 且可以在室温下观测到。这个行为已被科学家解释为“电子在石墨烯里遵守相对论量 子力学，没有静质量。
DMF, NMP, ionic liquid, ortho-dichlorobenzene, benzylamine, surfactant-water solutions 离子液体， 正-二氯代苯， 苄胺
DEG: Diethylene glycol 三亚乙基 DMAc: dimethylacetamide 二甲基乙酰胺 DMF: N,N-dimethylformamide 二甲基甲酰胺 Hexane: 乙烷 NMP: N-methylpyrrolidone N甲基吡咯烷酮 SDBS: sodium dodecylbenzene sulfonate 十二烷基苯磺酸钠（surfactant） SDS: Sodium dodecyl sulfate 十二烷基硫酸钠 Toluene: 甲苯 DCM: dichloromethane 二氯甲烷
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完美的石墨烯是二维 的, 它只包括六角元胞 (等角六边形)如果有五角 元胞和七角元胞存在,那 么他们构成石墨烯的缺陷。 如果少量的五角元胞细胞 会使石墨烯翘曲; 12个五 角元胞的会形成富勒烯。 碳纳米管也被认为是卷成 圆桶的石墨烯。 石墨烯是构建其它维 数碳质材料（如零维富勒 烯、一维纳米碳管、三维 石墨）的基本单元。
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在室温下硅基处理器的运行速度达到 4-5GHz 后就很难在继续提高。
使用石墨烯作为基质生产出的处理器 能够达到1THz（即1000GHz） 科学家认为，利用石墨烯制造晶体 管，有可能最终替代现有的硅材料， 成为未来的超高速计算机的基础。
二维材料石墨烯
--2010年诺贝尔物理学奖
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位 俄裔物理学家——安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛夫， 以表彰他们“有关二维材料石墨烯的开创性实验”。
石墨烯简介
金刚石和石墨是人们熟悉的三维结构碳材料。 1985 年，零维富勒烯的发现第一次从维度上丰富 了碳材料。1991 年，碳纳米管的出现再一次将碳 材料的维度扩展到一维空间。当零维、一维和三 维的碳材料被成功合成后，对二维晶体结构实际 存在的可能性，科学界一直存在着争论。传统理 论认为，准二维晶体结构因为本身的热力学不稳 定性，在通常条件下会迅速分解，自然界中不能 稳定存在。2004 年，盖姆和诺沃肖罗夫首次从高 定向热解石墨上成功分离出单层石墨片——石墨 烯，完善了碳材料的维度结构体系，打开了二维 材料之门，使人们得以在二维尺度空间研究材料 的特殊性能。他们在石墨烯的发现、开创性实验 对后续研究发挥着重大引领作用。
用胶带“撕出”的诺贝尔奖
2004年,他们在Science上収表了关亍石墨 烯的第一篇文章,介绍了单层石墨烯的获叏 方法及其场效应特性检测结果。让人意想 丌到的是,他们所采用的方法,即所谓的“微 机械剥离法”的关键之处竟然是用最普通 的胶带在高定向热解石墨上反复剥离以最 终获得单层石墨烯。 石墨烯的収现过程也成为了顶级科研成果 诞生的一个经典范例:明确的目标,偶然的収 现,简单的方法,重大的意义。
悬浮在磁场中的青蛙
Thank You!
超级计算机芯片-目前世上电阻率 最小的材料，电阻率仅为10-6 Ω•cm
石墨烯的应用
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可折叠的显示器
薄得像纸一样的iPhone概念手机
石墨烯的应用
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太空电梯缆线
光子传感器
搞笑诺贝尔奖
• 悬浮在磁场中的青蛙 • 2000年，获奖者Andre Geim，磁悬浮青蛙研究。 他是第一位诺贝尔奖、搞 笑诺贝尔奖双料获奖者。 用磁铁将一只青蛙悬浮在 空中。 • 偶尔在其他的方向上做一 点远离自己专业范畴的课 题并丌是坏事，往往有可 能得到出人意料的结果， 即使原来的想法很简单。
他们用胶带从石墨上粘下薄片，这样的薄 片仍然包含许多层石墨烯。但反复粘上十 到二十次之后，薄片就变得越来越薄，最 终产生一些单层石墨烯。这个看上去非常 简单、一点儿也丌高科技的方法，并丌是 他们的首创。在此之前就有人试过，但没 能辨识出单层石墨烯。海姆和诺沃肖洛夫 把剥离下来的薄片放在氧化硅基板上，光 的干涉效应使薄片在显微镜下呈现彩色条 纹，就像油膜在水面上产生的效果。利用 这种效应，他们观察到了单层石墨烯。
从零维的富勒烯、一维的碳纳米管到二维的石墨烯,碳的 同素异形体不断被丰富; 这三种材料的发现者也分别被授予 1996年Nobel化学奖、2008年Kavli纳米科学奖、2010年的 Nobel物理奖。纵观这三种材料的发现过程所体现的三种不同 的曲折性,恰恰折射出科学研究的魅力。
用胶带“撕出”的诺贝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ奖
神奇的石墨烯
• 石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义， 它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可 以通过实验来验证，例如电子无视障碍、 实现幽灵一般的穿越。 • 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材 料，断裂强度比最好的钢材还要高出百倍。 • 石墨烯的导电性比铜更好，导热性远超一 切其他材料。
石墨烯的应用