石墨烯將冰壓成平麵方形結構

石墨烯將冰壓成平麵方形結構
來源：百度贴吧雷竞技 發布時間：2018-12-08 點擊次數：208


科學家用兩(liang) 層石墨烯將一滴水壓平，形成了另一種新的冰結構：隻有幾個(ge) 原子厚的方形網格。

我們(men) 最熟悉的冰是六角形結構（右），但是在兩(liang) 個(ge) 石墨烯片之間，冰變成了扁平的矩形結構（左）。

科學家用兩(liang) 層石墨烯將一滴水壓平，形成了另一種新的冰結構：隻有幾個(ge) 原子厚的方形網格。

方冰的發現也反映了石墨烯作為(wei) 二維平麵材料的新用途，石墨烯不僅(jin) 具有剛性、韌性和導電性，而且對兩(liang) 層石墨烯之間的分子施加了強大的壓力。這就是為(wei) 什麽(me) 水在石墨烯層之間迅速滲透。這一特性也啟發我們(men) 用石墨烯淡化水。

石墨烯的發現者是英國曼徹斯特大學的安德烈·吉姆，他也獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。2012年，他的團隊發現水蒸氣可以通過層壓石墨烯氧化物，甚至氦原子也不能。在2014年，他們(men) 發現，不僅(jin) 水蒸氣，而且水蒸氣計算機模擬表明，水可以在兩(liang) 層石墨烯之間形成方形結構，所有的水分子通過移動冰的邊緣，會(hui) 像高速列車一樣沿同一方向落下。畢竟，他們(men) 做了實驗。

海姆的研究小組將一毫升水倒在一片石墨烯上，然後在水麵上放第二片石墨烯，都是在室溫下進行的。隨著水慢慢蒸發，兩(liang) 層石墨烯逐漸粘在一起，相距不超過1納米，三明治結構包裹裏麵有水。

英國盧瑟福-阿普頓實驗室的物理學家艾倫(lun) ·索珀（Alan Soper）說，透射電子顯微鏡（TEM）顯示，包裹在中間的水形成了一個(ge) 方形結構，這也並非完全出乎意料，但從(cong) 來沒有可能在這麽(me) 大的層中看到方形冰。Sopper認為(wei) 它可以算作一種新的冰晶相（一種具有特定化學成分和物理狀態的狀態）。在此之前，科學家們(men) 已經發現了17個(ge) 階段的冰。

方形冰的結構與(yu) 普通冰的結構大不相同。在水分子中，氫原子和氧原子通過強化學鍵相連，但在兩(liang) 個(ge) 相鄰分子之間，氫原子可以形成較弱的氫鍵。在普通冰中，氫鍵。通常是四麵體(ti) 。

但是在方形冰中，所有的原子都在同一平麵上，氫氧鍵彼此成直角。在Heim發現的方形冰碎片中，不僅(jin) 有一層冰，還有兩(liang) 三層冰。氧原子在相鄰層之間直接上下排列。

根據研究小組的計算，要形成這樣的結構，至少需要1萬(wan) 個(ge) 大氣才能形成冰。我們(men) 對這種壓力有多高感到驚訝。海姆說。這種高壓來自雙層石墨烯相互靠近時碳原子電子雲(yun) 的變形。碳原子相鄰層中的s被範德華力吸引，當它們(men) 靠近時，Sopper說，就像幾千萬(wan) 個(ge) 小彈簧把兩(liang) 層粘在一起。

海姆認為(wei) ，這種方形冰也可能出現在其他緊湊的空間中，例如碳納米管的內(nei) 部。如果我們(men) 更仔細地研究這種現象，我們(men) 可能能夠掌握用石墨烯作為(wei) 篩子來淡化水的奧秘。（來自自然，丁家奇編）

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