石墨烯再次出现研究人员：奇怪的'融化'行为

时间：2022-03-26 13:25:05 来源：

来自莫斯科物理与技术研究所和俄罗斯科学院高压物理研究所的物理学家使用计算机建模来优化了已经过100年的石墨的熔化曲线，具有不一致的调查结果。他们还发现石墨烯“熔化”实际上是升华。研究结果在碳碳中出现。

石墨是各种行业广泛应用的材料 - 例如在航天器的热屏蔽中 - 如此精确的数据在超高气温下的行为是至关重要的。自20世纪初以来，已经研究了石墨熔化。大约100个实验将石墨熔点放置在3,000至7,000个开尔林的各种温度下。随着太大的涂抹，目前尚不清楚哪个数字是真实的，可以被认为是石墨的实际熔点。不同计算机模型返回的值也彼此方差。

来自MIPT和HPPI RAS的物理学家团队比较了几种计算机模型，以尝试找到匹配的预测。Yuri Fomin和Vadim Brazhkin使用了两种方法：经典分子动力学和AB Initio分子动力学。后者占量子机械效应，使其更加准确。缺点是它只在短时间尺度上涉及少数原子之间的相互作用。研究人员将获得的结果与现有的实验和理论数据进行了比较。

Fomin和Brazhkin发现现有的模型非常不准确。但事实证明，比较不同理论模型和发现重叠产生的结果可以提供实验数据的解释。

回到20世纪60年代，预计石墨熔化曲线最大。其存在指向复杂的液体行为，这意味着液体的结构迅速改变加热或致密化。发现最大的发现严重争议，并一直在多次证实和挑战它。Fomin和Brazhkin的结果表明，液体碳结构经历高于石墨烯熔化曲线的变化。因此必须存在最大值。

该研究的第二部分致力于研究石墨烯的熔化。没有进行石墨烯熔化实验。以前，计算机模型预测了石墨烯的熔点，4,500或4,900克。因此，两维碳被认为是世界上最高的熔点。

“在我们的研究中，我们观察了石墨烯的奇怪”熔化“行为，形成了线性链。我们表明它会发生什么，直接转变为气态。这个过程称为升华，“副教授的助理教授Mipt系的助理教授。该发现能够更好地理解低维材料的相变，这被认为是目前正在开发的许多技术的重要组成部分，从电子到医学的领域。

研究人员在石墨熔化曲线的表现中产生了更精确和统一的描述，确认液态碳中的逐渐结构过渡。它们的计算表明，石墨烯在氩气氛中的熔化温度接近石墨的熔化温度。

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参考：Yu D. Fominab和V.Brazhkin，2019年11月1日的“石墨和石墨烯熔化的比较研究”，2019年11月1日，Carbon.doi：
10.1016 / J.Carbon.2019.10.065

该研究在这个故事中报告的是俄罗斯科学基金会的支持，并利用了Kurchatov Institute的共享研究设施联邦中心的仿真和数据处理复合体的计算资源。

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