二維碳原子片

二維碳原子片由英國曼徹斯特大學和德國馬克斯·普朗克研究所的科學家共同研製而成。 藉助這一特性，二維碳原子片在醫學研究中可以幫助醫療人員用電子顯微鏡對分子進行分析。 Materials)已刊登了把二維碳原子片用作電子電晶體的實驗。

據《泰晤士報》2007年3月1日報導，科學家已研製出出世界上最薄的材料，厚度僅為頭髮的20萬分之一。科學家預測這一材料將會在電腦和醫學研究領域掀起一場聲勢浩大的科技革命。
科學家在一片厚度僅為一個原子的薄膜上造出一層碳原子，這完全同物理學定理相悖。讓我們用較為形象的方法來描述這種材料到底有多薄：若將這些薄片一層層摞在一起，則需要二十萬層才足以達到人類一根髮絲的厚度，由此可見一斑。這種名為“二維碳原子片”(graphene)的物質於兩年前問世，不過當時只有在將它們同另一種材料粘在一起時，才可以將其製作出來。現如今，研究人員採用把薄膜懸掛於金制腳手架納米刻度長條的方法，成功造出二維碳原子片。
這一偉大發明在理論學家看來也許是天方夜談，不過，如今它擁有實驗做堅實後盾，二維碳原子片事實上是一種被認為遇熱便會瞬間遭到損壞的兩維晶體。這種晶體薄膜由碳原子構成，碳原子可以形成六個六邊形小組，形成一種密集的蜂巢點陣結構，它們之所以能存在，是因為碳原子之間的結構經波動後變得相當穩固。波動向這種結構提供了“第三維”，賦予其團結得力量。研究結果刊登在最新一期《自然》雜誌上。
而事實證明，二維碳原子薄膜非常穩定，它可以在真空和室溫下抱成團。而其它所有已知材料會氧化、分解，在相當於其自身厚度十倍的尺寸時變得不穩定。二維碳原子片由英國曼徹斯特大學和德國馬克斯·普朗克研究所的科學家共同研製而成。曼徹斯特大學物理天文學教授安德烈·傑姆(Andre Geim)說：“這是一種全新的技術，即便是納米技術也無法貼切地形容這些新材料。我們已生產出概念驗證型設備，相信這項技術轉而套用於其它領域也會簡單方便。我們真正的挑戰是如何降低這種薄膜的成本，使其可以更廣泛套用於其它領域。”
曼徹斯特大學教授克斯特亞·諾沃塞洛夫(Kostya Novoselov)表示，二維碳原子片的主要用途是可大大提高電腦的運算速度和計算能力，用於新藥物的研製方面。這種薄片還可以被用作只能用顯微鏡才可看見的濾網，用以將氣體分離成它們的組成部分。在二維碳原子片中，單個原子的厚度僅有0.35納米。藉助這一特性，二維碳原子片在醫學研究中可以幫助醫療人員用電子顯微鏡對分子進行分析。
目前，電子顯微鏡提供的圖像清晰度深受擺放樣本分子的材料厚度所限。二維碳原子片的厚度堪稱獨一無二，電子也許有一些不太相干的材料經過其上，能讓分子結構的圖像變得更加清晰，尤其對掌握著一代醫學發展命門的蛋白質而言。二維碳原子片最終可以取代矽片，因為它們具備成為比矽片更有效電子電晶體的潛力。二維碳原子片可以用作電子電晶體，尤其是把守電流輸送閘門的開關，它們已證明比矽片運行速度更快，耗費的能量也更少。
英國《自然材料學》(Nature Materials)已刊登了把二維碳原子片用作電子電晶體的實驗。曼徹斯特大學的列昂尼德·波諾瑪倫科(Leonid Ponomarenko)教授也對二維碳原子片的商業前景充滿樂觀。他說：“這項技術已成功讓毫米大小的電子電晶體穩定地過渡至當前的微處理器，其單個元素的尺寸僅有10納米。我們研究的下一步就是開發真正納米尺寸的電路，這也是符合邏輯的一步。”