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“石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的二維晶體”閱讀

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閱讀下面文字,完成小題。(9分,每小題3分)

石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的二維晶體,石墨烯薄片只有1原子厚。自2004被曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)之后,作為目前世界上最薄的材料,石墨烯就成為科學(xué)界和工業(yè)界關(guān)注的焦點。

現(xiàn)在科學(xué)家首次證實了人們懷疑已久的問題,石墨烯是目前已知世界上強(qiáng)度最高的材料。

美國哥倫比亞大學(xué)的專家為了測試石墨烯的強(qiáng)度,先在一塊硅晶體板上鉆出一些直徑一微米的小孔,每個小孔上放置一個完好的石墨烯樣本,然后用一個帶有金剛石探頭的工具對樣本施加壓力。

結(jié)果顯示,在石墨烯樣品微粒開始斷裂前,每100納米距離上可承受的最大壓力為2.9微牛左右。按這個結(jié)果測算,要使1米長的石墨烯斷裂,需要施加相當(dāng)于55牛頓的壓力,也就是說,用石墨烯制成的包裝袋應(yīng)該可以承受大約兩噸的重量。

為了讓我們對石墨烯的強(qiáng)度有個更清楚的概念,該實驗的負(fù)責(zé)人、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授詹姆斯·霍恩作了一個形象的比喻。他說,他與同事進(jìn)行的實驗就好比在一個茶杯上覆一層塑料薄膜,然后用鉛筆扎薄膜來測量塑料薄膜的強(qiáng)度。

霍恩說,如果用石墨烯薄片來代替塑料薄膜蓋在茶杯上,將鉛筆放在薄片之上,然后再將一輛汽車放在鉛筆上并保持平衡,那么結(jié)果是,石墨烯薄片紋絲不動。

當(dāng)然這很難做到,不僅是因為很難將汽車放在鉛筆之上,更是因為很難找到一個完好的石墨烯樣板能夠達(dá)到鉛筆和茶杯這樣肉眼可觀察到的體積。但這樣的比較是很恰當(dāng)?shù),因為這就是我們可以用肉眼感受到的石墨烯的強(qiáng)度。

半導(dǎo)體工業(yè)有意利用石墨烯晶體管制造微型處理器,進(jìn)而生產(chǎn)出比現(xiàn)有計算機(jī)更快的計算機(jī),對于有關(guān)石墨烯強(qiáng)度的新實驗結(jié)果更是興奮不已。

加州理工大學(xué)教授朱莉婭·格里爾說,壓力恰恰是微型處理器制造過程中遇到的主要阻力之一,而生產(chǎn)晶體管使用的材料不僅要有出色的電子特性,“還要能夠承受住生產(chǎn)過程中的壓力和反復(fù)使用過程中產(chǎn)生的熱量”。

她強(qiáng)調(diào),在證實了石墨烯的強(qiáng)度之后,可以相信石墨烯能夠承受住這種壓力。

研究人員和工業(yè)界將石墨烯看作硅的替代品,用以生產(chǎn)未來的超級計算機(jī)。隨著石墨烯的各種特性被陸續(xù)發(fā)現(xiàn),相信很快就可以投入大批量低成本的工業(yè)化生產(chǎn)。

1.下列關(guān)于測試石墨烯強(qiáng)度實驗的表述,符合原文意思的一項是A.測試石墨烯強(qiáng)度的實驗裝置其實很簡單,只是需要帶有直徑一微米小孔的硅晶體板一塊、一個完好的石墨烯樣本、帶有金剛石探頭的工具。B.實驗結(jié)果顯示,每100納米距離上石墨烯樣品可承受的最大壓力為2.9微牛。C.該實驗的負(fù)責(zé)人說,這個實驗就好比在一個茶杯上覆一層塑料薄膜,然后用鉛筆扎薄膜來測量塑料薄膜的強(qiáng)度。D.在石墨烯被發(fā)現(xiàn)不久,人們就猜測,石墨烯可能是目前已知的世界上強(qiáng)度最高的材料;美國哥倫比亞大學(xué)的這個實驗再次證實了這一觀點。2.下列關(guān)于石墨烯特性的表述,不符合原文意思的一項是A.石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的二維晶體,它只有1原子厚,已被證實為目前已知世界上最薄的材料。B.如果用石墨烯制成包裝袋,應(yīng)該可以承受大約兩噸的重量,可見,要使1米長的石墨烯斷裂,需要施加55牛頓的壓力。C.石墨烯是目前世界上最薄的材料,科學(xué)家在實驗時很難找到一個完好的能夠達(dá)到鉛筆和茶杯的體積的石墨烯樣板。D.石墨烯強(qiáng)度高,如果還能發(fā)現(xiàn)它的其它一些特性,將會很快投入低成本的工業(yè)化生產(chǎn)。3.請概括半導(dǎo)體工業(yè)有意利用石墨烯晶體管制造微型處理器的原因。

答案:

1.C

1.B

1.因為石墨烯的強(qiáng)度能夠解決微型處理器制造過程中遇到的主要阻力之一--壓力問題。(3分,得分點為:石墨烯的強(qiáng)度、一個主要阻力、壓力) 答案解析: 1.A每個小孔上放置一個完好的石墨烯樣本,B每100納米距離上可承受的最大壓力為2.9微牛左右,D現(xiàn)在科學(xué)家首次證實了人們懷疑已久的問題

1.不存在假設(shè)關(guān)系

1.無


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