中科院數(shù)學院計算出的石墨烯理想強度與實驗吻合
2008-09-04 來源：中國聚合物網(wǎng)
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中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院明平兵研究員及合作者劉芳、李巨利用第一原理計算方法預測石墨烯的理想強度為110到121GPa。最近，美國哥侖比亞大學James Hone和Jeffrey Kysar研究組在實驗中首次測得單片石墨烯的理想強度為130±10GPa，結果發(fā)表于2008年7月Science雜志中。(見Measurement of the elastic properties and intrinsic strength on monolayer graphene, Science，Vol. 321, issue 18， July 2008，385)。他們在文中多次引用劉芳、明平兵、李巨的計算結果，并與他們的實驗結果相對照。這證實了石墨烯是目前人類已知的最為牢固的材料。
理想強度是晶體在0K下的極限強度，它對于理解物質(zhì)化學鍵非常關鍵。隨著納米技術的進步，理想強度的研究變得越來越重要，因為科學家發(fā)現(xiàn)可以在多種實驗中逐漸逼近理想強度，并把這種超高力學性質(zhì)用于器件中。石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結構，它是2004年由曼徹斯特大學的K.S. Novoselov和A.K. Geim小組首次發(fā)現(xiàn)。 除了異常的牢固之外，石墨烯還具有一系列獨一無二的特性，使其在微電子領域極具應用潛力。有專家指出，使用石墨烯制造的納米晶體管將能夠大幅度提升計算機的運算速度。
劉芳，明平兵和李巨的文章Abinitio calculation of ideal strength and phonon instability of graphene under tension 發(fā)表于2007年物理評論B上(Physical Review B, 76, 064120)。該文通過科學計算得到了該材料的理想強度并揭示了其強度原理，計算結果先于實驗并與實驗數(shù)據(jù)非常吻合，充分顯示了科學計算在科學探索尤其是材料研發(fā)中的重要作用。
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（責任編輯：龍翔）
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