還記得高中化學課本上那一根根小細棍畫成的有機化合物嗎？原本這只是科學世界里的合理想象，從沒有人見過。美國科學家親眼看見了單個碳原子和它們之間共價鍵的美妙圖像。

美國科學家在原子力顯微鏡下看到的反應(yīng)物結(jié)構(gòu)。

合成石墨烯的反應(yīng)中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成兩種常見的產(chǎn)物——化合物結(jié)構(gòu)在原子力顯微鏡下無可遁形。

近日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室的Felix Fischer研究員和他的同事在合成石墨烯的實驗中，成功的用非接觸式原子力顯微鏡給這一反應(yīng)前后的分子拍了回“裸照”。他們的研究成果將發(fā)表在今年6月7日出版的《科學》雜志上。

“從來沒有人直接地，一次性地拍到單個分子結(jié)構(gòu)的前后變化”Fischer驕傲地地說道。據(jù)悉，目前的合成石墨烯的方法要實現(xiàn)量產(chǎn)比較困難，而非接觸式原子力顯微鏡將產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可視化，對整個化學領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究將有很大幫助。

Fischer和他的同事們試圖合成的石墨烯，是目前世界上最薄也最堅硬的納米材料，他的電阻率比銅和銀更小，因此被期待用來發(fā)展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

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去年IBM瑞士分公司的研究人員采用了分辨率極高的原子力顯微鏡，結(jié)果獲得了兩種不同結(jié)構(gòu)的石墨烯分子局部的高清顯微圖像。

同樣是在原子力顯微鏡下，科學家曾觀察到石墨烯的化學鍵。

化學鍵是存在于原子之間的一種相互作用力。原子依靠這種作用力才聚集在一起，形成分子和物體。根據(jù)這個定義我們可知，化學鍵的本質(zhì)是一種力，而力是看不見、摸不著的一種東西。那么，顯微鏡是如何能“看見”這種力呢？原來，原子力顯微鏡就探測看不見的力并把它轉(zhuǎn)換為圖像的本領(lǐng)，就像一些紫外線顯微鏡能探測到我們?nèi)搜劭床坏降淖贤饩€一樣。

有關(guān)專家表示，石墨烯化學鍵顯微圖像有利于科學家制造更好的石墨烯裝置，比如微型芯片。在此之前，研究人員用原子力顯微鏡拍攝了單個分子的圖像，令科學界大為振奮。而化學鍵圖像的成功拍攝，則是科學家對微觀物質(zhì)世界在原子尺寸上的直觀認識，將推動納米科學和物理化學的進一步發(fā)展。

以下為我司原子力顯微鏡采用輕敲模式，測得石墨烯樣品形貌。

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