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石墨烯释疑X 精选

已有 6735 次阅读 2011-8-11 10:04 |个人分类:石墨烯|系统分类:论文交流

诺奖委员会公告出现对于石墨烯宏观应用预测夸大错误,那么诺奖得主本身的研究论文是否存在不足之处呢?石墨烯作为二维纳米材料,Nature和Science杂志都对其研究做过多篇报道,也获得了2010诺奖。美中不足,忽略了我讲的边界化学键量子效应而导致的在常温和常压下的完美光滑悬浮石墨烯尺寸稳定性有限的问题(相关结果已经国际会议发表),导致出现了很多关于其应用错误的预测和分析。我的结果否定了部分诺奖公告中的结论,所以引起关注,具体可见我前面的系列博文石墨烯释疑。
除了诺奖公告中错误,2010诺奖获得者论文中,也存在理论分析上的不足之处。在The rise of graphene一文中,2010年诺获获得者石墨烯研究用Dirac-like Hamiltonian 公式来理论解释石墨烯的实验现象,用狄拉克费米子边界方程来解释石墨烯的现象,应用此理论公式也存在不妥之处。原因在于常温下实验所得石墨烯样品对象,实际是受边界化学键能差异量子力学效应决定了其动力学稳定性,但石墨烯并不是热力学稳定的,只是动力学稳定,本身不符合狄拉克费米子边界应用条件的,因为此时电子并不是处于自由状态,而是受到约束的,其能级也不是处于较低自由稳定能级,不符合量子理论中Dirac-like Hamiltonian 公式基本应用条件,概率统计函数的等可能性无约束条件分布原则,其他的作者狄拉克费米子边界对于石墨烯实验现象的解释也是用错了公式,导出的结论也是不可靠的,石墨烯可以无限大的前提下这似乎才能成立,但是科学事实是石墨烯并不是热力学稳定的,它是因为特殊的纳米结构和性质造成的。原因还在于我所指出的完美石墨烯稳定尺寸有限的结论,也可以讲高于绝对零度的无法获得无限大的完美和光滑的单层石墨烯造成的(当然这是理想状态推论)。我已经结合量子力学的概念给出了此种情况的理论解释和计算,后面就会看到。
对于石墨烯按照我的计算高于绝对零度制备完美无限大超平石墨烯是不可能的。有朋友问我有无办法解决石墨烯光滑的问题,依照我在纳米材料理论方面的研究成果和纳米粉体的分散性研究成果,制备尺寸数十微米的光滑单层石墨烯是有合适方法的,但是尺寸是有限的,在常温常压下超过100微米尺度都很困难。多层的石墨烯达到500微米,将其分开成无缺陷的单层 也实际很难获得大尺寸,原因同上。在衬底上的石墨烯可以达到70厘米以上,但是消除其褶皱也是困难的,因为上述原因,褶皱边界形成是使得石墨烯获得稳定的自发现象。
我否定了部分诺奖公告中的结果和预测,也因此结识了不少朋友,包括一些开始反对我,后来也支持我,还有一些主动联系要求合作的朋友,科学网提供了一个开放的服务平台,支持我观点的包括国内外好多国家的。去年我批评了诺将公告的内容,先后英国朋友和德国朋友开始反对,后来支持,还发生日本和美国朋友拿出自己在上世纪九十年代讨论纳米带的论文,试图解释我指出的结论,当然他们都认可了是我指出的石墨烯的稳定性问题和得出了其完美尺寸有限的结论.我指出他们的理论无法导出石墨烯尺寸稳定性有限问题,看过我的理论计算后,他们再未有任何异议,还有去年诺奖得主本身也提到过边界问题,但是很遗憾他没有认识到这是问题的关键予以重视,我给他去信后,指出Dirac-like Hamiltonian 公式来理论解释石墨烯是不妥的,与实验事实相违背(其他研究者目前也有了一些数据),他回复感谢我提供的信息.
我的研究结果否定了部分诺奖的结果,但我强调这是我们其他工作研究的推论,并不代表我在纳米材料研究中的全部工作,其他会在以后继续发表。


https://blog.sciencenet.cn/blog-489270-474058.html

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