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年仅22岁的曹源凭借震惊世界的石墨烯超导实验登上《Nature》年度科学人物榜首。曹源在实验中发现将两层石墨烯,旋转到特定的“魔法角度”(1.1°)叠加时,它们可以在零阻力的情况下传导电子。石墨烯本来

更新时间:2026-07-23 08:49:27   栏目: 中华词典

年仅22岁的曹源凭借震惊世界的石墨烯超导实验登上《Nature》年度科学人物榜首。曹源在实验中发现将两层石墨烯,旋转到特定的“魔法角度”(1.1°)叠加时,它们可以在零阻力的情况下传导电子。石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。下列关于石墨烯的说法错误的是( ) A. 金刚石、石墨、石墨烯等碳单质都具有导电性 B. 石墨烯具有可燃性 C. 若将石墨烯材料用于制作电池,可以节省充电时间 D. 将石墨制成石墨烯,其物理性质发生了很大的改变

答案：A
解析：

选项A错误：金刚石、石墨、石墨烯虽同为碳单质，但导电性差异显著。石墨烯因sp²杂化结构和大π键，电子可自由流动，电导率达100MS/m，是铜的13倍；石墨因层间电子流动性较差，导电性低于石墨烯；而金刚石为sp³杂化的立体网状结构，电子无法自由移动，不具有导电性。三者并非都能导电。

选项B正确：石墨烯由碳元素组成，与其他碳单质一样具有可燃性，完全燃烧生成二氧化碳。

选项C正确：石墨烯的高导电性（载流子迁移率是硅的10倍）和大表面积，可显著提升电池充放电效率，缩短充电时间，已被应用于高能量锂电池研发。

选项D正确：石墨为多层结构，层间靠弱范德华力结合，而石墨烯是单层二维晶体，其力学强度（是钢铁的200倍）、导电性和热导性（5300W/mK）均远超石墨，物理性质发生根本改变。

结论：金刚石不导电是判断关键，而石墨烯的超导特性（如“魔法角度”下的零电阻现象）进一步印证了碳单质导电性的结构依赖性。若材料结构决定性质的规律被打破，当前对二维材料的认知又将如何重构？

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