美國能源部橡樹嶺國家實驗室的科學(xué)家15日表示，利用實驗室的電子顯微鏡獲得的前所未有的石墨烯內(nèi)單獨原子的圖像，人們有望全面解開該材料的應(yīng)用潛能，滿足從發(fā)動機燃燒室到電子消費品的需求。

　　人們首次獲得石墨烯晶體是在2004年。石墨烯為二維（單層原子）結(jié)構(gòu)，硬度超過鉆石，強度賽過鋼材，且具有電性能和熱性能。通過了解石墨烯材料原子結(jié)構(gòu)和鍵配位，科學(xué)家有望提出優(yōu)化石墨烯的途徑，讓其更好地適用于特殊的應(yīng)用。

　　在新出版的《物理評論快報》上，橡樹嶺國家實驗室和范德比爾大學(xué)兩機構(gòu)科學(xué)家組成的研究小組發(fā)表文章說，他們利用消色差掃描透射電子顯微鏡對石墨烯中硅雜質(zhì)的原子和電子結(jié)構(gòu)進行了研究。

　　橡樹嶺國家實驗室研究人員胡安-卡洛斯·艾德羅布表示，他們利用新的實驗和計算方法來揭示石墨烯中單個雜質(zhì)的鍵合特征。比如，他們能區(qū)分石墨烯中非碳原子是二維還是三維鍵合。事實上，自20世紀(jì)30年代人們推斷出鍵配位后，這是科學(xué)家首次將其視覺化表現(xiàn)出來。

　　通過研究石墨烯的原子和電子結(jié)構(gòu)以及了解其摻雜物質(zhì)，科學(xué)家能夠更好地預(yù)測何種摻雜能夠提高材料的性能，細微地改變石墨烯的化學(xué)組成能夠為不同的應(yīng)用量身定做合適的石墨烯材料。例如，通過增加不同的元素，可以讓石墨烯取代汽車中的鉑催化轉(zhuǎn)化器，也可讓其改善電子器件的功能等。

　　由于石墨烯具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電和光學(xué)透明能力，因此它有潛力替代人們?nèi)粘Ｓ玫碾娮赢a(chǎn)品中內(nèi)部元件材料。銦是儲存量十分有限的元素，它因透明傳導(dǎo)性而廣泛地用于電子產(chǎn)品（電視、計算機、手機等）的顯示器上，人們期望能用更廉價和更豐富的石墨烯來替代銦。