石墨和石墨烯的化學(xué)式——你真的了解它們嗎???
最近刷到不少朋友在問:“石墨和石墨烯到底是不是同一種東西?”“它們的化學(xué)式一樣嗎?”作為一個(gè)深耕科普多年的自媒體人,今天就用問答形式,帶你輕松搞懂這兩個(gè)“碳家族”的明星成員!?
Q:石墨的化學(xué)式是什么?
A:石墨的化學(xué)式是 C。沒錯(cuò),就是最簡單的碳元素符號(hào)!但它可不是普通的碳——它是由無數(shù)個(gè)六邊形碳環(huán)堆疊而成的層狀結(jié)構(gòu),每一層內(nèi)碳原子以sp2雜化軌道形成強(qiáng)共價(jià)鍵,層與層之間靠范德華力連接。這種結(jié)構(gòu)讓它既柔軟又能導(dǎo)電,難怪鉛筆芯、電池電極都離不開它!????
Q:那石墨烯呢?它的化學(xué)式也是C嗎?
A:對!石墨烯的化學(xué)式也是C!但別誤會(huì),這不是“換個(gè)名字的石墨”——它是從石墨中剝離出來的單層碳原子,厚度只有0.34納米,比頭發(fā)絲還薄10萬倍!??2004年,英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家用膠帶反復(fù)撕開石墨,首次獲得石墨烯,還因此拿了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)!??
Q:既然化學(xué)式都是C,它們有什么本質(zhì)區(qū)別?
A:關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)!石墨是多層堆疊的“書本”,而石墨烯是單層的“紙張”。就像一摞A4紙 vs 一張A4紙——性質(zhì)完全不同!石墨烯擁有超高導(dǎo)電性、超強(qiáng)力學(xué)強(qiáng)度(比鋼鐵還硬)、超大比表面積,被稱作“新材料之王”。比如華為曾用石墨烯提升手機(jī)散熱效率,特斯拉也在研究用它做電池材料!??
Q:生活中能見到它們嗎?有真實(shí)案例嗎?
A:當(dāng)然有!比如: ?? 你寫字時(shí)用的鉛筆芯,主要成分就是石墨; ?? 現(xiàn)在很多高端運(yùn)動(dòng)鞋底加入石墨烯復(fù)合材料,輕盈又耐磨; ?? 還有實(shí)驗(yàn)室里用石墨烯做柔性顯示屏,未來可能出現(xiàn)在你的手機(jī)上!??
所以你看,雖然化學(xué)式都是C,但一個(gè)在紙上寫滿故事,一個(gè)正悄悄改變世界。??
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