石墨烯用于制造“世界上最薄的圣诞树”

[导读]：

DTU 制作了一棵厚度为一个原子的圣诞树。它展示了如何使用太赫兹测量来确保石墨烯的质量。

几年前，加拿大科学家通过建造微型姜饼屋来庆祝圣诞节。本着同样的精神，丹麦研究人员现在制作了他们声称是世界上最薄的圣诞树——它是由石墨烯制成的。

上图中的圣诞树长14厘米。由于它由石墨烯制成，因此它仅由一层碳原子组成，厚度仅为三分之一纳米。它是从一卷 10 米长的石墨烯上切割下来的，使用重建的层压机将其整体转移，然后用太赫兹辐射进行扫描。

对于那些不熟悉这种物质 的人来说，石墨烯的形式是一个原子厚的碳原子片，以蜂窝状图案连接在一起。它是世界上最薄、最坚固的人造材料，而且还具有很强的导电性和导热性，并且具有高度的不渗透性。

这些特性使其在各种应用中非常有用，例如电池、电子设备和高强度复合材料。然而，一项挑战在于在商业规模生产的同时确保其质量。这就是制作圣诞树的原因。

该物体由丹麦技术大学 (DTU) 的科学家生产，长 14 厘米（5.5 英寸），厚度仅为三分之一纳米——一纳米是十亿分之一米。它是从 10 米（32.8 英尺）长的石墨烯卷上切割下来的，该卷是通过首先在可重复使用的铜箔卷上“生长”石墨烯，然后将石墨烯从铜上提起并将其转移到一卷用于处理和储存的廉价聚合物薄膜。

虽然这是石墨烯生产的一种既定方法，但仍然很难检查石墨烯在从一个卷转移到另一个卷时是否没有失去任何功能。DTU 团队使用太赫兹辐射解决了这个问题，太赫兹辐射被认为是少量无害的。

“在石墨烯圣诞树笑话的背后隐藏着一个重要的突破，”首席科学家 Peter Bøggild 教授说。“我们第一次成功地在转移石墨烯层时对其进行了在线质量控制。这样做是获得稳定、可重复和可用的材料特性的关键，这是将石墨烯用于例如电子线路。”

官方国际测量标准

DTU 研究人员的方法被批准为石墨烯的第一个官方国际测量标准。他们的方法在今年早些时候在石墨烯的太赫兹成像为工业化铺平道路的文章中有所描述。

潜力非常好。例如，石墨烯和其他二维材料可以制造高速电子设备，以比我们今天使用的技术少得多的功耗来执行闪电般的计算。但在石墨烯在工业规模上得到更广泛的应用并用于电子产品之前，我们在日常生活中遇到的三个主要问题必须解决。

首先，价格太高。需要更多更快的生产来降低价格。但是这样一来，您就面临第二个问题：当您提高速度而不能同时检查质量时，出错的风险也会急剧增加。在高速传输中，一切都必须精确设置。这就引出了第三个问题：你怎么知道什么是精确的？

它需要测量。并且最好在实际传输过程中进行测量。DTU 团队坚信，该方法的最佳选择是使用太赫兹辐射进行质量控制。