石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人

石墨烯是常温超导体吗?

石墨烯不是常温超导体,而是低温度超导体,其温度只比绝对零度了高一点。

石墨烯是一种由碳原子以sp?杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯常温超导发明人

石墨烯在超低温下可以实现超导性能,但临界温度接近绝对零度,还无法实现常温超导;而且石墨烯制取技术不完善,生产成本高,未来很长一段时间内,还得以超高压输电为主。

常温超导体指的是在0℃左右,实现超导性能的材料;目前超导温度最高的是铜氧超导体材料,临界温度在135K附近,在高压下临界温度为164K(-109℃),距离常温超导体还差很远。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图1

关于石墨烯的研究,是目前最有希望获得常温超导体的途径之一;石墨烯指的是单层二维碳纳米结构,碳原子与邻近原子形成π键,键与键之间夹角为120°,类似蜂窝形状。

多层石墨烯叠起来就是铅笔芯中的石墨,但是石墨烯和石墨的物理性质有着很大的差异,目前的技术难点在于,如何把单层石墨烯剥离出来。

石墨烯有着许多优良的物理性质,比如石墨烯是目前已知强度最高的材料之一,有着良好的韧性,载流子迁移率是硅材料的十倍,导热性极佳,光学性能出色等等。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图2

石墨烯十分稳定,非常适合作为宇宙空间探测器的电路材料,如果把单层石墨烯卷曲起来,就形成了碳纳米管,科学家发现,碳纳米管直径在0.7nm、温度0.00015K时,会表现出超导性能。

2018年12月18日,美国麻省理工学院的博士生曹原(1996年出生),登上了《自然》杂志2018年度影响世界的十大科学人物榜首。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图3

曹原的研究发现,两层石墨烯的堆砌角度在某些情况下表现出绝缘体,但是当堆砌角度约1.1°时,石墨烯突然转变为超导体,这一特殊角度被称作“魔角”。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图4

但是该超导特性需要在1.7K(-271.45℃)才能实现,这一发现对超导研究有着重大意义,自从铜氧超导体材料被发现以来,已经过了30多年,但是关于铜氧超导体材料的理论研究却进展缓慢。

而石墨烯中堆砌角度的微小改变,就能产生超导性能,这是以前科学界从未发现过的,意味着在超导现象中,还有着许多未被人所知的奥秘。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图5

类似的情况,是否会出现在其他超导体中还未知,这一发现极有可能为常温超导体的理论研究开创道路,甚至揭开超导体的奥秘,所以曹原的发现非常有意义。

目前超导体的临界温度停滞在164K,30多年来没有任何推进,虽然石墨烯的超导现象给科学家开辟了一条新道路,但是距离常温超导体的研究还有很长的路。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图6

而且石墨烯的制备技术不成熟,生产成本很高,就算关于石墨烯的常温超导材料被发现,也不是一时半会能普及的,可能需要几十年甚至更长的时间,所以我国的超高压输电系统,在未来很长一段时间内会起着重要作用。

发现石墨烯常温超导的曹原会成为国内第一个获得诺贝尔物理学奖的科学家

《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现,值得关注的是,本次两篇Nature论文的第一作者、麻省理工学院博士生曹原来自中国。2018年12月18日,曹原登上《自然》年度科学人物榜首。曹原,男,1996年出生,籍贯是四川成都,美国麻省理工学院博士生。在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图7

首先声明一点,曹原发现的并不是常温超导现象,另外说明一下,如果现在有谁发现了常温超导现象的话,那么他一定可以得到诺贝尔物理学奖。这本来是去年的事,不知从何时起又被炒起来了,曹原是中国人,1996年出生的他现在正在麻省理工攻读博士学位,前一段时间他发现了石墨烯特殊超导现象,并且以第一作者的身份在世界顶级科学期刊Nature上发表了两篇论文,可以说是名声大振。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图8

超导现象一直以来是科学家乐于研究的,如果一个导体实现了超导,那么就意味着用这个导体传输电流的时候不会发热,也就是不会导致能量损失,这对于科学界来说意义重大,如果常温超导可以实现,那么就意味着世界每年就会节省大量的电能,如果传输电量的材料可以使用超导体的话,那么就会将能源消耗减少到最低。

石墨烯是常温超导体,石墨烯常温超导发明人图9

发现石墨烯的两人团体也获得过诺贝尔奖,由于这种材料的超强性能,被人不断给予新期待,有人拿它做过超导实验,不过没什么进展,而曹源这次的成果就是发现了石墨烯在电子导通和不导通两种状态下的转换,而这个如果能形成一种理论,那么这个临界点怎么形成的,别的材料能不能,如果能也需要什么条件,如果他和他的导师能总结给出一个理论,诺贝尔奖都盖不住他的光芒。

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