就在你以為無法得到更令人印象深刻，2016 年是讓我們感到驚訝，石墨烯在今年的最後階段已經消失並淘汰。
一項新的研究表明，石墨烯能夠承受的電流遠遠超過我們先前的預期，而且遠遠超過普通材料，使其成為下一代超快電子產品的完美建造模組。
“電流密度比正常情況下導致材料破壞的電流密度高出約 1,000 倍，”其中一位研究人員伊麗莎白格魯伯說，來自奧地利維也納工業大學應用物理研究所。
“但在這些距離和時間尺度上，石墨烯可以承受如此極端的電流而不會遭受任何損壞。”
澄清一下，我們在這裡討論的不是石墨烯如何有效地導電。 今年早些時候，科學家們已經成功地扭轉了這一局面將材料轉變為超導體，能夠以零電阻穿梭電子。
這個數字很大，足以讓石墨烯再保住「神奇材料」的稱號一年。
這項最新的研究不是著眼於電子流的效率，而是著眼於材料可以處理多少電流——具體來說，它可以在短時間內處理多少電子通過它充電。
結果令人印象深刻。
如果您需要快速複習一下，石墨烯是一種單原子厚的蜂窩狀碳片，在奈米尺度上表現出一些令人難以置信的特性。 它比鋼更強，比鑽石更硬，並且具有令人難以置信的靈活性 - 現在它似乎能夠承受高電荷密度。
為了弄清楚這一點，研究人員猛烈抨擊了帶正電的氙離子撞擊石墨烯片，導致大量電子從石墨烯上被撕裂，並被擊穿。
想像一下這些氙離子奪走石墨烯的電子，就像將網球丟到佈滿灰塵的床單上一樣。
一個氙離子可以從石墨烯薄膜的一個微小區域竊取20 多個電子，這聽起來可能不多，但考慮到每個碳原子一開始只有6 個電子，這對於石墨烯薄膜的穩定性來說是一個相當大的問題。
結果，周圍的碳原子帶有極強的正電荷。
當氙離子穿過石墨烯片時，它也會將整個碳原子從石墨烯片中衝出，但這比失去所有這些電子的影響要小得多。
在普通材料中，電子會迅速嘗試修復不平衡，但速度不夠快，因此材料會開始分解。
「你現在期望發生的情況是，這些帶正電的碳離子相互排斥，在所謂的庫侖爆炸中飛走，並在材料中留下很大的間隙，」團隊成員理查威廉說來自德國德勒斯登-羅森多夫亥姆霍茲中心。
“但令人驚訝的是，事實並非如此。石墨烯中的正電荷幾乎立即被中和。”
因此，石墨烯幾乎能夠立即用全新的電子填充其間隙電子空穴，這意味著它可以在短時間內傳輸極高密度的電流。
當我們說短時間時，我們是認真的——那些新電子在短短飛秒（萬億分之一秒）內衝入拯救了世界。
“材料對氙離子引起的破壞的電子響應非常快，”格魯伯說。
“在正電荷相互排斥而引起爆炸之前，來自石墨烯薄膜鄰近區域的強電流會迅速重新提供電子。”
要實現這一點，石墨烯必須承受的電流密度比任何普通材料所能承受的電流密度高出約 1,000 倍。
需要進一步的研究來準確了解這是如何發生的，但這對於希望在未來建造超快電子設備的工程師來說是一個令人難以置信的消息，因為石墨烯可能是一種足夠耐用的材料，可以處理如此強烈的電子流。
“正是出於這個原因，我們希望能夠使用石墨烯來構建超高速電子產品。石墨烯似乎也非常適合用於光學領域，例如連接光學和電子元件。”團隊負責人弗里茨·奧邁爾說。
該研究發表於自然通訊。
