The 10 strangest facts about graphene. 讨论和预测了石墨烯的令人惊奇的性质. 应当说其中大部分是正确的,而且石墨烯还有很多未知之谜值得深入研究,我是支持对于石墨烯深入研究,而且持肯定态度的,但是研究因为过热而有瑕疵,看到geim先生本人提到稳定性问题的报道,表现出一个真正科学家的品质.石墨烯很多讨论忽视了单层石墨烯常温下稳定尺寸有限的问题,我认为是对石墨烯的纳米材料本质忽视造成的.

纳米材料之所以被研究者给予厚望会取得材料性能突破,最关键的本质原因之一在于其巨大的界面和很高比例的界面原子,或者换句话说边界原子的高比例.这不管对于纳米颗粒还是纳米管,还是石墨烯,都是一个基本科学实验事实.为何我对于石墨烯的很多结论开始质疑,也是依据于此(后面会有文章专门介绍我的论文和十几年前和多年前的实验结果,朋友催促我才在去年开始陆续发).

我对于石墨烯的系列博文作一个总结兼回答朋友的问题(结束这一系列博文):

1.单层悬浮石墨烯的稳定尺寸有限,这是由于其稳定依赖于边界双键(褶皱时也是形成了双键,会有Z和A两种构型)与内部碳碳键的键能差异所导致的量子隧道效应作用.这一差异虽有两种类型,但是影响范围有限,决定了单层悬浮石墨烯的稳定尺寸也有限.讲得清楚一点比喻,石墨烯是一个网状结构,但是一个受边界作用绷紧的网状结构,否则在常温下很难稳定存在,即使绷紧,因为其作用大小和范围有限,无法抑制碳原子常温下的纵向自由振动,所以其稳定尺寸还是有限的.

2.石墨烯在衬底上可以获得更大的稳定尺寸,多层石墨烯可以近似认为一层石墨烯以另一层为衬底,所以多层石墨烯稳定尺寸会比单层更大,但是其完美光滑的稳定尺寸也是有限的,所以大面积石墨烯数十厘米级别,其表面会形成褶皱这是自发的过程,褶皱实际是一新边界,应当会是石墨烯应用的一大难题,之所以褶皱会随机杂乱出现,因为边界构型由两种构成结构造成,与The rise of graphene 归于还不清楚的解释和一些电磁特异性的报道，好像把问题复杂化了。

3。石墨烯的氧化处理和氟化处理等方法,会导致石墨烯化学键也发生变化,此时石墨烯性质也彻底变了,是一种新化合物的纳米结构更恰当一些。

4。石墨烯的强度性质与其尺寸是相关的,而且还与其表面测试位置也有关,虽然只有单一测试数据,未看到相关与尺寸和测试位置变化而强度也变化的实验数据,但是我的计算表明这是存在的,希望得到其他研究者实验认定.

5。石墨烯作为微电子器件是有前景的,电子的迁移速度快,但是我的理论计算表明,随着尺寸减小,电子迁移速度在不同方向上(若按平面坐标轴来考虑)可能会变化或者依据接触衬底和边界不同而变化. 这会是一个要面临解决的难题.也许这也需要其他朋友进一步的试验来阐明.The rise of graphene 中提及电子迁移速度快,但是此速度也会随着尺寸而变化,IBM公司研究人员和诺奖得主一样,似乎对此理论限制和阻碍没有意识到,他们敢于否定自己前面的论文,当然可以肯定他们是诚实的科学家,这更加印证了我的结论.

6.石墨烯的理论解释最终要以试验对象的科学事实为依据和验证标准,我对于The rise of graphene 中应用狄拉克费米边界讨论石墨烯,本身所用理论并无问题,但是理论解释的边界条件确是与材料实际存在状态有差异,所以对石墨烯现象的解释必须是以常温下,石墨烯稳定尺寸有限为前提,其讨论才是有意义的.不是建立在材料本身实验事实基础上的理论是站不住脚的.其他的一些理论解释也存在类似问题,没有试验依据的理论只能是假说,而与实验违背的肯定是有误的.诺奖得主未完全掌握石墨烯分散的实验技术和机理,是导致其部分误判的客观技术原因.（了解我的朋友知道我发表过纳米分散的研究结果很少，不到我已研究的一成,原因前面博文我已经解释过,我对于纳米材料和石墨烯的结论是建立在我们十几年来长期对于微纳米材料及其分散实验和理论研究的基础上,有些朋友不理解我的部分结论,因我发表工作太少有关）

很多关于纳米材料性质的理论解释和试验报道,很多情况是实验者并未制出单分散的纳米材料,只是在湿态或半干燥下电镜或者利用仪器测试或者XRD,XPS推算一下,以为自己研究的是纳米材料,这导致误导,实际他测试的只是纳米材料与其他分子结合的状态的性质,不是纳米材料本身独立的性质,也是部分纳米材料论文可信度低的重要原因,纳米材料研究充斥了很多这种没有把研究做出扎实结果,但却吸引眼球的东西.当然如果把纳米材料与其他物质结合作为另一种研究对象也不失为新的方向,但是此时很多纳米材料的独特特性已经消失了. 如果真懂纳米材料,应当知道在空气中分散开的纳米材料和液体中分散的差异,前者实现难度有多大.就清楚到底真正纳米材料是怎样的?很多厂家的纳米产品也存在类似问题,应当说国内厂家有进步,但是任何事情都存在真正难点,虽然纳米分散这是技术的10%,确是大多数纳米企业都无法解决好的技术.我的突破技术正在于此,而且我也形成了自己的理论结果,只是未发表.

7.关于石墨烯稳定性的计算目前只涉及单层悬浮石墨烯的计算,我已经过给出了计算结果.因为计算的第一手实验数据缺乏,这也与尺寸相关,因此即使诺奖得主本人也无绝对准确的石墨烯准确参数,考虑到误差,我对计算采用两种方式,一种基于概率误差范围的计算,考虑到化学键的方向性和量子效应传递过程的复杂性,实际过程存在线形叠加和抵消两种作用,而六边形对称结构在电子云异构化过程又起到某种程度增强作用,基于概率作了石墨烯稳定尺寸的估计计算,但是我前面强调了这是有误差的结果,误差体现在两个方面,一是我为了计算方便所作的模型简化假设和引入的校正参数,另一方面现有试验测试数据的缺乏和其准确度的影响.但这些只是为了说明常温下单层悬浮石墨烯稳定性尺寸有限的问题,这已经发表,我正在与杂志交涉,争取也可在科学网公布,以利各位批评指正;这也是我否定部分The rise of graphene和诺奖公告内容的部分理论依据。

另一种基于化学键的电子云异构化作的精确计算,我也作了初步工作.两种结果显示单层悬浮石墨烯稳定尺寸在数十微米范围内（指边界与石墨烯中心的距离，实际石墨烯显示尺寸应约为其两倍）,具体与温度、压力和形状还有关系,我的计算肯定存在误差,但是有一点是可以肯定的,就是单层石墨烯常温下存在一个稳定尺寸的最大值。多层石墨烯稳定尺寸要大得多,计算要更复杂一些.希望有更多的朋友参与这一工作,我可以提供我的机理分析以此修改或者编写相应软件,现成软件无法实现我的计算要求.但是因为石墨烯叠加后,是范德华分子键作用,所以石墨烯的特性在叠加方向保持的尺度很小,我粗略计算超过数十层就与石墨性质接近了,再增加至数百层就成了石墨的性质.

8。对于石墨带边界构型来解释，1996年美日科学家曾给出了结果，但是他们的理论解释与我的不同，他们对于纳米材料的微观结构认识有误，而且他们所得结果显示石墨烯边界影响范围仅限于几个微米，这与石墨烯实验结果相去甚远。他们并未明确给出石墨烯稳定尺寸有限的结论,我的发表论文本身将此文作为参考文献列入。他们与诺奖得主也一样，他们都属于意识到边界问题，却未意识其到对稳定性影响问题和正确原因。实际原因还需要其他方面的知识,详细的内容后续会从其他角度发文介绍我的研究结果,后面我会慢慢发的,这都只是前面研究的推论.

我仅是借助于科学网这个平台发表一些我早年已有的研究结论,这是在朋友催促之下发的,并不是最新的结果,有些朋友可能误会以为我发的是最新的结果.从去年很多朋友认为我对于石墨烯稳定尺寸的质疑有不同意见,到现在新发表试验数据的支持,德国和美国和其他朋友评价很高.实际我只是长期在一个领域研究时间久一些而已悟出了一点,我希望能与国内外各位去共同探索发现新的自然规律奥秘.

我很讨厌个别人贬低中国的科研,这是无知和愚蠢,你怎么知道中国科学工作者就没有原创性科研成果,也许只是他们不爱发表原创性结果,也讨厌去评按现有机制的国家奖励而已,要记住世界不是人人都喜欢那样的东西,出污泥而不染的莲花也不是罕见的,应当看到决大多数国内科研人员的心思是向着真善美的,利欲熏心的是被逼迫和生存的恐惧造成的更多,极少数是属于愚蠢变态的.实际最后经过历史沉淀留下来的是本质的东西.还有科研的价值应当我们自己的心里也会有一个自我的评价,如果你认为自己所做的更符合实际试验规律,也能被实验所验证,那就是好的，任何一科研人员都应当有这样的自信和自重!过分注重名号本身是不自信的和务虚的表现,有朋友开玩笑以我要与诺奖得主pk,实际只是讲明我们多年前已研究清楚的一个科学事实和其规律推论而已,我们已有新进展.