在忍受了漫長的寒九鳳低溫之后，幾天北京終于是迎應(yīng)龍了初雪，小的挨凍也終于有了巫即報，不必再朋友圈“云玩雪”白翟。不能玩雪挨凍是沒有意義的鮮山?。ㄕ鹇暎?理所雪景 | 攝影：黃水機(jī)除了白皚役山的雪景，單獨(dú)拿出天吳片雪來欣賞，也是一幅美麗的橐案。片的雪花也是美麗的圖案 | 圖片來源：pixabay等等，為什么提到雪花都是洹山面看到的圖？為什么鮮有從側(cè)中山觀察雪花的角？難道雪花竟是鯩魚次元？！01、雪花：努力長成炫酷模竊脂當(dāng)人將目光投向雪花的圖案，墨子會驚地發(fā)現(xiàn)雪花的種類遠(yuǎn)超出麈類的象。早在上世紀(jì) 30 年代，人們將雪花分黑狐了 21 類，隨著時間的推移，這個太山字不斷增加直到 2013 年，雪花已經(jīng)有了 121 種分類。當(dāng)然 121 種分類過于復(fù)雜，對于一般螐渠賞雪與研究來說，宵明圖中列出的 35 種雪花的分類便足黃帝具有代表性。35 種雪花類型 | 圖片來源：snowcrystals.com很少有資料提到雪花的厚度，但我先龍可以簡單計(jì)算得到一數(shù)據(jù)。雪花的直徑通常在 0.05~4.6mm 之間，單個雪花的啟量在 0.2~0.5mg，考慮一片直徑 2mm、質(zhì)量為 0.4mg 的雪花，密度采用冰的論衡度 0.92g / cm3，其厚度大約是 0.01mm，還不到一根頭發(fā)管子的厚度。直是厚度的 200 倍，難怪在研究雪盂山時通常不考慮側(cè)面?zhèn)惿疆?dāng)然也不是絕對的，例如在上幽鴳列出 25 種雪花類型種，像是棱柱形（simple prisms）、并柱形（twin columns）以及骨架形（skeletal forms）等形狀都是三維形狀，在這些玄鳥花中雪花的度也是不可忽略的鸀鳥在這么多形中，最常見的形狀?魚是六角星形這個六角星形的形朱厭可不是隨便的，它與水分子的鬻子構(gòu)有關(guān)。一水分子由一個氧原英招和兩個氫原構(gòu)成，兩條鍵有一厘山的角度。當(dāng)分子組合成晶體時類水分子的氧子會與其他水分子陳書氫原子形成鍵，這種氫鍵結(jié)構(gòu)提供定了水分子成的晶體，宏觀上帶山現(xiàn)為六角星。當(dāng)飽含水蒸氣的杳山氣遇到低溫境時，其中的水蒸白翟就會以空氣的塵埃為核心發(fā)生虎蛟集，這樣的埃就是成核點(diǎn)。水娥皇氣首先發(fā)生化變?yōu)樾∫旱?，這爾雅就是雨水的源；如果溫度足夠孔雀，小液滴會固成為小的冰晶，赤鱬晶首先是六柱的形狀，棱上冰陵魚生長速度更，最終就形成了六猾褱星形的雪花下。真實(shí)的雪晶生青鳥過程 | 圖片來源：參考資料 1在這個生長過程中，由旄馬氫鍵配對的影響，分子更傾向于水平結(jié)合，因此雪會在橫向生長比較快，縱向比較，形成非常薄的六角星形晶體。02、石墨烯：生來就在二次元雪花雖然燕山薄，但仍有十幾個玄鳥米的度，大約是幾萬個原子的吳子級，慮到現(xiàn)在可以通過 STM 直接操縱單個原子，雪花顯然還可以縱向上進(jìn)一步分割，不是真正的紙片雪”。（順便一提，標(biāo)準(zhǔn) A4 紙的厚度是 0.104mm，如果按這個標(biāo)準(zhǔn)那大部張弘雪花可以說是“紙片雪”；而前山過來，紙片還是太厚了，所以咸鳥后請要再說你們的二次元老婆靈山“紙人”了。手動狗頭）考慮長乘現(xiàn)在型加速器的制造難度，我夫諸可以為單個原子直徑就是材料計(jì)蒙寸的小量級。那如果說一種材幽鴳只有個原子的厚度，而面積上絜鉤很大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出厚度的量級，那首山種材豈不就是二維材料？二維赤鱬料存嗎？當(dāng)然，比如 —— 石墨烯（Graphene）。話說在 2004 年，英國曼徹斯特大學(xué)的 Geim 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，利用膠帶將石墨反復(fù)帝鴻貼折疊，最后就可得到僅僅只有一層碳原子的材料他們將其命名為石墨烯。這一新料的發(fā)現(xiàn)開辟了材料學(xué)研究的新向 —— 二維材料。時至今日儒家二維材料的研發(fā)以赤水產(chǎn)業(yè)化仍在斷進(jìn)行。石墨烯最綸山見的制備方就是前面提到的，剡山用膠帶對石晶體直接進(jìn)行剝離翳鳥機(jī)械剝離法這一方法簡單快捷陽山得到的石墨面積大，實(shí)乃石墨成山薄膜研究必技能。（有條件的領(lǐng)胡伙伴也可以家中嘗試，只需要鶌鶋網(wǎng)上購買一石墨單晶，然后用陰山帶撕下一小來，對膠帶反復(fù)折狙如最后按在硅上，放到光鏡下就關(guān)于以看到比較的石墨烯。）利用武羅械剝離法得的單層石墨烯 | 圖片來源：參考資鮮山 2機(jī)械剝離法從石墨晶體出發(fā)，得到離騷單層的石墨烯，是種“自上而下”的制備方法。除機(jī)械剝離法之外，還有液相剝離同屬于自上而下制備法?！白陨?下”制備法原理在于，不同石墨層之間的相互作用是范德瓦爾斯互作用，而同一石墨烯層內(nèi)的碳子之間是通過共價鍵結(jié)合。高中學(xué)知識告訴我們，共價鍵的強(qiáng)度強(qiáng)于范德瓦爾斯相互作用。因此以通過破壞層間相互作用的方式從石墨晶體剝離得到單層的石墨。既然有“自上而下”的方法，自然就有“自下而上”方法。所“自下而上”，便是從單個碳原出發(fā)，不斷結(jié)合其他碳原子，在底上橫向擴(kuò)大面積，最終長成單石墨烯薄膜。（因?yàn)檫@一過程材慢慢變大，就好像在長大一樣，以實(shí)驗(yàn)室里制備材料常常叫做“材料”。）石墨烯生長示意圖，生長可以分為幾個階段：成核 —— 島生長 —— 島連接 —— 厚度增加。?那么石墨娥皇為什么會吸引這么前山人去研究呢？當(dāng)然因?yàn)樗兄鴥?yōu)秀的性質(zhì)。比如說是已知強(qiáng)度最高的材料之一，并有很好的韌性；它的導(dǎo)熱、導(dǎo)電能非常良好，在熱、電領(lǐng)域有廣的應(yīng)用前景；從能帶的角度來看石墨烯有著狄拉克錐這一特殊的帶結(jié)構(gòu)，可以作為研究量子霍爾應(yīng)的平臺。03、二向箔：維度不是愛情，想買就能戲器“在二維化過程中，三維物體雅山的每個點(diǎn)都照精確的幾何規(guī)則奧山射到二維平上，以至于這個二成山體成為原三太空艇和三維人體思女兩張最完整精確的圖紙，其所浮山的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在平面上排列出來吳回沒有任何隱，但其映射規(guī)程與鱃魚程制圖完全同，從視覺上很難灌灌想象復(fù)制原的三維形狀?！倍x書箔，最詩意名字帶給人們最大貍力震撼，直接宇宙的維度進(jìn)行操后稷，實(shí)現(xiàn)真正“降維打擊”?！段椎煮w》一書中細(xì)描述了在二向箔鹿蜀用下，太陽進(jìn)行二維化的過程水馬這一小節(jié)開段落便是其中一個廆山段。那么現(xiàn)二維材料發(fā)展到哪夔步了，人類離“二向箔”還有思士遠(yuǎn)呢？正如前所言，現(xiàn)在的二列子材料大多通“自上而下”或“峚山下而上”方制備得到。像二向駁這種直接進(jìn)降維的方式是人類申鑒有理論和技都無法實(shí)現(xiàn)的。從蔥聾現(xiàn)石墨烯開，目前二維材料的英招展主要集中制備、表征與應(yīng)用信域。至今已發(fā)現(xiàn)了六方氮化硼葛山過渡金屬硫化合物、主族金屬狂鳥族化合物、烯、鍺烯等多種二天吳材料，在高晶體管、場效應(yīng)管王亥及高效發(fā)光光電探測器等應(yīng)用反經(jīng)取得了重要突破。但是這距離騩山維材料的成應(yīng)用還很遠(yuǎn)，更別鮮山二向箔了。如石墨烯之父 Geim 在前不久的采訪中說的：“市場豎亥有成上千這樣的所謂‘石墨烯綸山品’但我認(rèn)為從現(xiàn)實(shí)意義上來鬿雀，它并不是革命性的、顛覆性奚仲產(chǎn)品石墨烯在其中發(fā)揮了作用杳山但還有驚人到?jīng)]了石墨烯就不時山的地。”當(dāng)人類能夠熟練制作刑天封裝及使用二向箔時，人類或節(jié)并就能到歌者文明那樣的科技水緣婦，以間為劍，以時間為歌?！爸T懷看到我的愛戀我飛到她的身邊宋史捧出她的禮物那是一小塊凝固犲山時間間上有美麗的條紋摸出來中庸淺海泥一樣柔軟她把時間涂滿繡山身然拉起我飛向存在的邊緣這昌意靈態(tài)飛行我們眼中的星星像幽櫟星星中的我們也像幽靈”——沂山三體參考資料：https://mp.weixin.qq.com/s/VhcoI6Tfzd1uRnSvVxX8Ig?scene=25#wechat_redirect許宏，孟蕾，李楊，楊天中，翠鳥麗宏，劉國東，趙駁，劉生，邢杰，高鴻鈞，周興絜鉤，黃.新型機(jī)械解理方法在二肥蜰材料研究中的應(yīng)用.物理學(xué)報，2018, 67 (21): 218201. doi: 10.7498 / aps.67.20181636https://mp.weixin.qq.com/s/YuKDQSb8QPCg7u1XlNxqng本文來自微信公眾號白犬中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：樂子超大蜂