近日，由新加坡國立（NUS）大學理學院化學系Loh Kian Ping教授主持研究的項目，利用金剛石和石墨烯的特性成功改變水分子性質，研制出超強腐蝕性水溶液，可以蝕刻目前世界上最堅硬的物質材料金剛石。        這一發現目前尚屬首例報道，可廣泛應用于有機廢物的環保型降解處理、半導體或介電薄膜的激光輔助性蝕刻。

       該研究發表在Nature Communications 上，由NUS大學的Candy Lim Yi Xuan主持研究。

當金剛石遇到石墨烯

       金剛石，作為一種純碳物質，一直以來被認為是世界上最堅硬的材料，而它與石墨烯這種僅一個碳原子厚度的純碳物質接觸時會發生何種反應卻鮮有人知。來自NUS大學和比利時Hasselt大學的科研團隊一直致力于研究將軟似薄膜的石墨烯薄片貼在金剛石上面時會發生什么反應。為了讓這兩種差異頗大的碳形態能結合在一起，實驗采用高溫加熱的辦法使其結合。

      隨著溫度的升高，研究者發現金剛石和石墨烯的界面發生了重新構造并伴隨著化學鍵合。由于石墨烯是非滲透性物質，被圈在金剛石和石墨烯之間的水不能消逸；當溫度高于400℃時，水便轉化成一種很明顯的超臨界相，其形態跟普通的水分子相比有著很大的不同。

       NUS大學石墨烯研究中心的首席研究員，Loh教授說，研究首次發現石墨烯可以將水固置在金剛石上；在加熱的時候這個系統就像一個“高壓鍋”，石墨烯呈“泡泡”狀反應。更令人吃驚的是，這種超加熱下的水能夠腐蝕金剛石，這在以前的研究中從未發現。

工業應用和技術新視覺

       由于透明性的特點，基于金剛石的石墨烯“泡泡”平臺可以在高溫高壓條件下為研究各種液體形態和性質提供了新穎的技術條件和環境，極大地突破了以前的技術障礙。

      “我們的實驗研究有著十分廣泛的應用。在工業生產中，超臨界水可以用作有機廢物的環保型降解處理，也可用于半導體和介電薄膜的激光輔助性蝕刻，其中石墨烯薄膜就可以用來固定液體”，Lob教授解釋道。

      為進一步深化該技術，Lob教授和他的團隊將研究其他液體在高溫條件下的超臨界形態，以便拓展該技術更為廣泛的工業應用。（編譯自’ 'Superheated' Water Can Corrode Diamonds’ 翻譯：王現）