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英国欲建造领军全球的石墨烯研究中心

科普小知识2022-02-18 19:06:09
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英国欲建造领军全球的石墨烯研究中心

英国正在推进石墨烯的商业化,石墨烯被称为“神奇材料”这项工作将很快在一个新的国家研究机构——国家石墨烯研究所(NGI)开始,该研究所也有望成为世界领先的石墨烯开发和开采中心。

石墨烯于2004年被发现,这项研究获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯最初被分离的英格兰西北部曼彻斯特大学,也将是一个6100万英镑新机构的所在地。与此同时,其他五所大学和一些重要公司也将加入进来,共同制定这一重要的发展计划。

八年前,曼彻斯特大学的两位教授安德烈·海姆和克斯特亚·诺沃瑟洛夫首次成功分离出石墨烯材料,这也使该大学成为石墨烯研究的焦点。

事实上,科学家们从1947年开始这项研究,并提出*形式的石墨烯是不稳定的,因此其潜力也是不确定的。曼彻斯特大学的两位研究人员后来证明,石墨烯在分离时具有完全相反的性质,他们是成功的。这一成功被认为预示着二维材料(尤其是石墨烯)研究的一个新的起点。Geim和Novoselov因为他们的开创性工作获得了2010年诺贝尔物理学奖。

曼彻斯特大学现在预测石墨烯将“彻底改变21世纪”Geim和Novoselov关于石墨烯分离的科学论文吸引了来自世界各地的研究人员来这里学习如何制造这种材料,并使石墨烯独特的电子特性的探索变得“热门”。

据报道,石墨烯是一种只有一个原子厚的碳薄片,或者石墨,一种类似于铅笔“铅”芯的材料,但是它同时具有破纪录的机械强度和电子特性。

曼彻斯特大学的发言人指出:“这是已知最薄的材料,但也是最硬的材料之一。它的导电性相当于铜,而它的导热性比所有其他材料都好。石墨烯几乎是完全透明的,但它的密度如此之高,以至于即使最小的氦原子也无法穿过它。”

如今,所有国家都试图将石墨烯商业化,从而获得工业、技术和电子领域潜在应用的专利。为此,英国已经提供了5000万英镑的投资,试图让这种材料在未来几十年内从实验室进入生产线和市场。英国争取主导“魔法材料”的未来行动将由NGI计划,计划于2015年在曼彻斯特大学完成。该中心最初将创造约100个就业机会,预计将在英国创造更多就业机会。

NGI占地7600平方米,将配备最先进的设施,包括两个洁净室。科学家可以在干净的房间里进行实验和研究,而不受污染的影响,其中一个房间将占据整个地下楼层。该研究所还将为曼彻斯特大学的石墨烯科学家配备一个1500平方米的研究实验室,以便与业界和其他大学的同事合作。

关于该研究中心,曼彻斯特大学副校长兼工程与自然科学学院院长科林·贝利教授表示:“NGI将成为世界领先的石墨烯研究中心,将曼彻斯特大学的专业知识与其他英国大学的同行以及全球领先的商业组织相结合。它对曼彻斯特市和英格兰西北部的潜在影响是巨大的,它将成为英格兰尖端研究领域最令人兴奋的研究中心之一。”

这位发言人指出:“石墨烯可能会带来大量应用的革命,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”据报道,曼彻斯特大学的石墨烯科学家与埃塞克斯-马赛大学的同事合作,发明了一种装置,可以通过简单的光学系统观察分子,并在几分钟内分析其组成。这利用了等离子体光学的原理——研究不同材料中电子元件的振动,被认为是一个突破,因此有望为快速和更准确的药物检测打开大门。

剑桥、达勒姆、埃克塞特和伦敦等大学开展的最新研究预计会带来许多不同领域的其他发展。例如,剑桥大学已被委托对先进的柔性和基于光的电子产品进行研究,这对于下一代更薄更轻的触摸屏和计算机显示器至关重要。

伦敦帝国理工学院(Imperial College London)将探索石墨烯在航空航天领域的潜在用途(例如,使飞机更坚固并保护它们免受雷击),该学院的科学家还将研究石墨烯的电学性质,并与大公司(例如,空中客车公司)合作。(赵茜·Xi)

《中国科学日报》(第三版国际版,2013年3月4日)