金刚石是自然界中最硬的物质,常用作制钻探机钻头、刻划玻璃等。
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身,它是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**,这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
石墨烯作为一种由碳原子为材料组成的蜂窝状平面薄膜,就和世界上最黑的黑色一样,属于高科技人造材料,世界上充电最快的手机就是使用石墨烯作为电池材料,其实石墨烯不仅仅能够储存能量,它还是世界上最强的材料。
纽约市立大学日前展出研究成果,他们将石墨烯制作成防弹材料,在实验过程中,两层石墨烯的防弹材料可以达到比钻石还坚硬,而且这种材料只有原子层的厚度,这项研究让石墨烯超越了钻石,成为了世界上最强材料。
这个由石墨烯组成的新材料叫做diamene,它是由两块石墨烯片和一块碳化硅基板组成的,这种材料就和铝箔一样轻便,但是一旦遭遇到机械压力时,它就是会迅速展开硬化效应,变得比块状钻石还要坚硬。
石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大的纳米材料,被称之为“黑金”,是当之无愧的“新材料之王”,对石墨烯的研究是各国都在积极进行的科研项目,在计算机、航空航天、电子信息都有不可替代的地位。
此次石墨烯防弹材料的诞生,是纳米技术的一次重要突破,作为一种人造材料,石墨烯要是能保持比钻石更强的强度的同时,还能拥有一定的曲折性,这不仅仅在防弹衣领域,更是在人体外骨骼领域开创了一个全新的概念。
目前,有关这项新技术的研究论文将会在《自然纳米技术》上发表,来自纽约市立大学副教授Angelo Bongiorno,会在该杂志中向整个世界详细的介绍这项技术,这种能够改变世界材料学的石墨烯新技术。
钻石恒久远、一颗永流传。可能很多小伙伴都会好奇,同样是碳元素组成的,为什么钻石就是透明的,而石墨却是黑的呢?原因是它们的微观结构不同导致的。具体原因且听老郭为您细细道来。
碳是自然界中最常见的元素之一,也是地球上含量最丰富的元素之一,有很多常见物质都主要由碳元素组成。比如动植物和菌类等生命物种本身和这些生物遗体形成的煤、石油、天然气等,再如石头的主要成分是碳酸钙,其中也有大量的碳元素。
我们在日常生活中遇到的透明物质也是有不少的,空气、玻璃、水晶、钻石、水、某些树脂材料等等都能透光,甚至是一些很薄的纸张也是能透光的。我们看到,其实所谓的透明就是透光,光可以从物质的一个表面进入,从与这个表面平行的另外一个面透出的现象这就是透明。
金刚石可以做成钻石,也可以说钻石就是金刚石,其硬度非常高,是自然界中已知硬度最高的物质,其摩氏硬度是硬度为10,也是唯一一种摩氏硬度为10的自然界物质。但是石墨就不同了,它是自然界中最软的物质之一,而且是又滑又软,因此常被用作润滑剂。
答案是否定的。首先拿玻璃来说,玻璃是我们日常都非常常见的透明物质,但实际上,我们真正接触的玻璃,在平时的应用当中,也就是几毫米的厚度,100毫米的玻璃砖都是很少见的。
硬度不同之外,这两种东西的色泽度也很不相同,石墨的颜色非常黑,是漆黑而不透明的,但是钻石却是透明的,透光性很好。
说到这里,我们不能不提一句石墨烯这种材料,因为最近几年它实在是太火了。其实石墨烯也是石墨的一种,只不过它是更薄的石墨,甚至是只由一层碳原子结构组成的薄膜,它的透光率也是很高的,毕竟只有一层原子,它的吸收能力有限。
石墨烯是一种以sp_杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。
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。石墨烯的优点:
石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热等特性。它是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能,所以它被大量运用在全新的采暖行业。石墨烯的用途:
1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料,这种特性尤其适合于高频电路,石墨烯将是硅的替代品,可用来生产未来的超级计算机,使电脑运行速度更快、能耗降低。
2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来,那时卫星就成了有线的风筝,科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料,这就是石墨烯。
石墨是碳元素的结晶矿物之一。具有润滑性、化学稳定性、耐高温性、导电性、特殊导热性、可塑性、涂层性等优异性能。它被广泛应用于许多领域。石墨在冶金工业中主要用作耐火材料;铸造工业中用作铸模和防锈涂料;在电气工业中,用于生产碳电极、电极碳棒和电池。石墨乳可用作电视显像管的涂层,碳制品可用于发电机、电机、通讯设备等许多方面;在机械工业中,用作飞机、轮船、火车等高速机械的润滑剂;在化学工业中,用于制造各种防腐器具和设备;核工业中用作中子慢化剂和原子反应堆的防护材料;在航天工业中,可用作火箭发动机尾喷管的喉衬,火箭和导弹的隔热耐热材料,以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。
此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的抛光剂和防锈剂,也是制造铅笔、墨水、黑漆、墨水和人造钻石的原料。
石墨烯是从石墨材料上剥离下来的二维晶体,由碳原子组成,只有一层原子厚度。2004年,英国曼切斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地从石磨中分离出石墨烯,并证实它可以单独存在,因此两人获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯不仅是最薄的材料,也是最强最韧的材料。它的断裂强度比最好的钢高200倍。同时具有良好的弹性,拉伸范围可达自身尺寸的20%。目前,它是自然界中最薄、最坚固的材料。如果吊床是用面积为1平方米的石墨烯做的,重量在1毫克以下就可以承载一公斤的猫。
石墨烯最有潜力的应用是成为硅的替代品,为未来超级计算机的生产制造超微型晶体管。通过用石墨烯代替硅,计算机处理器的运行速度将提高数百倍。此外,石墨烯几乎完全透明,仅吸收23%的光。另一方面,它的密度大到连最小的气体原子(氦原子)都无法穿透。这些特性使其非常适合作为透明电子产品的原料,如透明触摸屏、发光面板、太阳能电池板等。
石墨烯作为一种最薄、强度最大、导电性最强的新型纳米材料,被誉为“黑金”,是“新材料之王”。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术和新工业革命
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