32亿年前的天然石墨烯现形

石墨烯是单个原子厚度的碳。图片来源：《新科学家》杂志网站

科技日报北京7月19日电 （记者刘霞）据英国《新科学家》杂志网站18日报道，日本科学家在南非一座地下金矿里的32亿年历史的岩石内，首次发现了天然形成的石墨烯，这将有助科学家们研发出更节能的生产这种材料的方法，以广泛应用于电子等诸多领域。相关论文已在法国里昂举行的戈尔德施密特地球化学大会上提交。

石墨烯是单个原子厚的碳，2004 年，英国剑桥大学科斯提亚·诺沃肖洛夫博士和安德烈·盖姆教授通过用胶带反复剥离石墨薄片的方法，得到了稳定存在的石墨烯。但扩大石墨烯的生产规模面临诸多困难，例如，目前制造大量石墨烯的工业方法需要在超过1000摄氏度的高温下进行。

现在，日本北海道大学研究团队首次发现了天然石墨烯，这种石墨烯似乎在温度低于300摄氏度的情况下，在南非富含黄金的巴伯顿绿岩带形成。如果能够了解石墨烯在低温下如何形成，将有助于开发出更节能的生产方法。

研究人员从南非谢巴金矿采集了24个岩石样本，并使用电子显微镜进行了分析。结果发现了非同寻常且罕见的碳结构，包括几微米的细丝和薄片，而石墨烯似乎在嵌入岩石内的较大晶体纳米颗粒周围形成了一层薄膜。

研究人员还使用分光镜观察了样本，以测量不同碳同位素的浓度。他们发现，一种特殊的具有生物学“迹象”的碳同位素的浓度升高。这表明这种碳来自于海洋表面附近的细菌，这些细菌死亡并落入海底，其腐殖质沉淀后，会与海洋中的氢氧化铁发生化学反应，形成含碳化合物，并在高压高温的影响下，变成奇异形式的碳。

团队计划开展进一步分析，以确定包含石墨烯结构的具体情况，因为其展示出了独特的性质。例如，石墨烯膜看起来是透明的，而不是通常在显微镜下出现的黑色，这表明其结构中还包含其他元素。