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經多年研究攻關，我國科學家在世界上首次實現了原子級精準控制的石墨烯摺疊，這是目前世界上最小尺寸的石墨烯摺疊，對構築量子材料和量子器件等具有重要意義。這一成果今天在國際學術期刊《科學》上發表。
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探索新型低維碳納米材料及其新奇物性是世界前沿的科學問題之一，相關研究曾兩次獲得諾貝爾獎。目前在單原子層次上精準構築和調控基於石墨烯的低維碳納米結構仍存在巨大挑戰。經過研究攻關，中國科學院物理研究所的研究團隊首次實現了對石墨烯納米結構的原子級精準、按需定製的可控摺疊，構築出一種新型的準三維石墨烯納米結構。
中國科學院院士高鴻鈞：這個就是納米掃描探針，我們通過探針去操縱石墨烯轉動，石墨烯是雙晶結構，對雙晶石墨烯摺疊之後，就可以形成異質結。這個異質結本身如果做成器件的話，它就是一個非常有應用前景的量子器件。
據了解，該研究成果是目前世界上最小尺寸的石墨烯可控摺疊。基於這種原子級精準的「摺紙術」，還可以摺疊其它新型二維原子晶體材料和複雜的疊層結構，進而製備出功能納米結構及其量子器件。
中國科學院院士高鴻鈞：摺疊之後，這些新型的二維原子晶體材料有可能由沒有超導特性變成（有）超導特性，沒有磁性可以變成有磁性。利用這樣一些特性的變化去構造功能的量子器件，對未來的應用將會有重要的意義，比如量子計算等。
石墨烯是什麼？
石墨烯結構一直被認為是理論模型，難以單獨穩定存在，直到2004年英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過簡單的「機械剝離法」，利用「膠帶」從石墨表面「撕」出了單層的碳材料——石墨烯，證實了它可以單獨存在。這兩位科學家也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」，摘得了2010年諾貝爾物理學獎的桂冠。
2004年，安德烈從石墨中剝離單層石墨烯的工具——石墨、石墨烯電晶體和膠帶分離器
2010年諾貝爾新聞發布會上的安德烈（右）和康斯坦丁（左）
石墨烯是單原子層的二維晶體材料，是人們發現的第一種由單層原子構成的材料，也是結構最為簡單的碳材料。鉛筆裡用的石墨可以看作由石墨烯層層堆疊而成，因此，石墨烯也被視作「單層石墨」。
石墨烯是由碳原子組成的原子級蜂窩晶格
石墨烯是目前已知的世界上最薄、 最強、 導熱性最好且擁有強大柔韌性的納米材料：它可以薄到只有一個碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片能剝離出300萬片石墨烯；它的強度比鋼還要高100倍；它也有優異的導電性；還具有在可見光下透明但不透氣等特殊的性質。
由於身懷諸多「絕技」，「出世」僅10多年的石墨烯已引無數科學家競折腰，它可用來製造透明觸控螢幕、超靈敏的傳感器、電池、發光二極體（LED）等；還可用來製造防彈衣、航空航天材料；並有可能成為矽的替代品，在半導體領域「大顯身手」。
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