华裔科学家靠近“太空电梯”

台　文

美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现，铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体，竟然比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高100倍。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”超韧缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门，能让科学家梦寐以求的23000英里长太空电梯在不久的将来成为现实！

这一惊人的科学发现是由美国哥伦比亚大学的两名华裔科学家李成古和魏小丁（音译）一起研究得出的，而李成古研究“石墨烯”强度的主要工具之一，竟是普通的透明胶带！科学家先将“思高牌”胶带粘在一块石墨上，然后再撕下来，接着科学家又将胶带粘到了一块面积只有1平方英寸的硅片上，然后再将胶带从硅片上撕下来，这时数千小片石墨都粘到了硅片上，而硅片上则有数千个肉眼看不见的小孔。

这时，科学家开始采取高科技手段，将硅片放置在电子显微镜下进行观察，科学家花费数天时间，希望能在硅片小孔上发现合适的单原子厚的石墨烯薄片。

科学家发现了一些只有1%头发丝宽度的石墨烯薄片后，就开始使用原子尺寸的金属和钻石探针对它们进行穿刺，从而测试它们的强度。让科学家震惊的是，石墨烯可能比钻石还强硬，它的强度比世界上最好的钢铁还高100倍！

美国机械工程师杰弗雷•基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度：“如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，然后试图用一枝铅笔戳穿它，要戳穿石墨烯薄膜，那么压在铅笔上的重量需要像一头大象或一辆小汽车一样重！石墨烯的强度可能比你能买到的最好钢铁还要高出大约100倍！”

据科学家称，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质，它将拥有众多令人神往的发展前景。它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门。美国研究人员称，“太空电梯”的最大障碍之一，就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的缆线，美国科学家证实，地球上强度最高的物质“石墨烯”完全适合用来制造太空电梯缆线！

人类通过“太空电梯”进入太空，所花的成本将比通过火箭升入太空便宜很多。

不过据科学家称，尽管石墨在大自然中非常普遍，并且石墨烯是人类已知强度最高的物质，但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间，才能找到一种石墨转变成大片高质量石墨烯“薄膜”的方法，从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。