石墨烯將冰（bīng）壓成平麵方形（xíng）結（jié）構

石墨（mò）烯將冰壓成（chéng）平麵方形結構
來源：東莞市捷誠石墨製品有限公司 發布時間：2018-12-08 點擊（jī）次數：208


科學家用（yòng）兩層石墨烯將一滴（dī）水壓平（píng），形成（chéng）了另一種新的冰（bīng）結構：隻有幾個原子厚的方形網格。

我們最熟悉的冰是（shì）六角形結構（右），但是在兩個石（shí）墨烯片之間，冰變成了扁平的矩形結構（左）。

科學家用兩層石墨烯將一滴水壓平，形成了另一種新的（de）冰（bīng）結構：隻（zhī）有（yǒu）幾個原子厚的（de）方形網格。

方冰的發現也反映（yìng）了（le）石墨烯作為二維（wéi）平麵材料的新用途（tú），石墨烯不僅具有剛性、韌性和導（dǎo）電性，而且對兩層石墨烯之間的分子施加了強大的壓（yā）力。這就（jiù）是（shì）為什麽水在石墨烯層之間迅速（sù）滲透。這一特性也啟發我們用石（shí）墨（mò）烯淡化水。

石墨烯的發現者（zhě）是英（yīng）國曼徹（chè）斯（sī）特（tè）大（dà）學（xué）的（de）安德（dé）烈·吉姆，他也獲得了（le）2010年的諾貝爾物（wù）理學獎。2012年，他的團隊發現水蒸氣可以通過層（céng）壓石墨烯氧化（huà）物，甚（shèn）至氦原子也不能。在2014年，他們發現，不僅水蒸氣，而且水蒸氣計算機模擬表明，水可（kě）以在兩層（céng）石墨烯之間形（xíng）成方形結構，所有的水分子（zǐ）通過移（yí）動冰的邊緣，會像高速（sù）列車一樣沿同一方向落下。畢竟，他們做了實驗。

海姆的研究小組將（jiāng）一毫升水倒在一片石墨烯上，然後在水麵（miàn）上放第（dì）二片石（shí）墨烯，都是在室溫下進行的。隨著水慢慢（màn）蒸（zhēng）發，兩層石墨烯逐漸粘在一起，相距不超過1納（nà）米（mǐ），三（sān）明治結構包裹裏麵有水。

英國盧瑟福-阿普頓實驗室的（de）物理學家艾倫（lún）·索珀（Alan Soper）說，透射電子顯微鏡（jìng）（TEM）顯示（shì），包裹在中（zhōng）間的水形（xíng）成了（le）一個方形結構，這也（yě）並非完全出（chū）乎意料，但從來沒有可能在這麽大的層中看到方形（xíng）冰。Sopper認為它可以算作一（yī）種新的冰晶相（一種具有特定化（huà）學成分和物理（lǐ）狀態的狀態）。在此之前，科學家（jiā）們已經發現了17個階（jiē）段的冰。

方形冰的結構與普通（tōng）冰的結構大不相同。在水（shuǐ）分子中，氫原子和氧原子通過強（qiáng）化學鍵相連，但在兩個相鄰分子之間，氫原子可以形成較弱的氫鍵（jiàn）。在普通冰中，氫鍵。通常是四麵體。

但是在方（fāng）形冰中（zhōng），所（suǒ）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，不僅有一層冰，還有（yǒu）兩三（sān）層（céng）冰。氧（yǎng）原子在相鄰層之間直接上下排列。

根據（jù）研究小組的計算，要形成這樣的結構，至少需要1萬個大氣才能形成（chéng）冰。我們對這種壓力有多高（gāo）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（yuán）子電子雲的變形。碳（tàn）原子相鄰層中的s被範德華力吸引，當它們靠（kào）近時（shí），Sopper說，就（jiù）像幾（jǐ）千萬個小彈簧把兩層粘在一（yī）起。

海（hǎi）姆認為，這種方形冰也可能出現在其他緊湊的空間中，例如碳納米管的內部。如果我們更仔細（xì）地研究這種現（xiàn）象，我們可（kě）能能夠掌握用石墨烯作為篩子來淡化水的奧秘（mì）。（來自自然，丁家奇編（biān））

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