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                                            什么是石墨烯
                                            發布時間:2019-08-05 09:25:04  瀏覽次數:

                                            一、石墨烯定義歸納起來有三種說法,如下:

                                            1)“學術”界的定義(“百度”網上的解說)石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。

                                            2)石墨烯聯盟(中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟)標準(Q/LM01CGS001-2013)的定義

                                            ?單層石墨烯是指由一層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。(Graphene

                                            ?雙層石墨烯是指由兩層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛,AA‘堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。(Bilayer or double-layer graphene

                                            ?少層石墨烯是指由3-10層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。(Few-layer or multi-layer graphene

                                            ?石墨烯(Graphene 是一種二維碳材料,是由以上定義的單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統稱。

                                            注意:由10層單層石墨烯構成的材料其電子能帶結構已經逼近其三維極限。(超過10層的則為石墨)

                                            ?單層石墨烯的厚度為0.35 nm,1 mm石墨大約包含300萬層石墨烯。

                                            3)“通用”定義。

                                            石墨烯是以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。包括單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯(3-10層)。


                                            二、石墨烯的部分性能如下:

                                            ??。?/span>1 mm石墨可含300萬層石墨烯。單層石墨烯厚度0.35 nm。如用1m2石墨烯做吊床,重量不足1 mg,可承受1 kg的貓。1 oz石墨可覆蓋28個足球場。

                                            ?硬:硬度甚至超過金剛石。斷裂強度125 GPa,比最好的鋼材高200倍。

                                            ?致密:即使最小的氣體原子(氦)也無法滲透。

                                            ?透光:可見光透過率超過97%,幾乎完全透光,只吸收2.3%的光。

                                            ?導電性:比銀高30~100倍。

                                            ?電阻率:10-8Ω.cm,比銅、銀還低,是世界上電阻率最小的材料。

                                            ?導熱系數:5300 W/m.K),高于碳納米管和金剛石。

                                            ?彎曲性:可彎大角度不斷裂。

                                            ?電子運動:被限制在一個平面上(因為石墨烯是單層原子,二維結構)。電流傳遞是光速的1/300。

                                            ?“魔角”:將雙層石墨烯扭轉成特定角度,即所謂“魔角”,材料會在1.7K時變成超導體。(麻省理工大學博士曹原的石墨烯超導重大發現)

                                            ?載流子遷移率:20cm2/V?S,是硅材料的100倍。載流子遷移率是目前已知的最高物質銻化銦(InSb)兩倍以上。

                                            ?溶解性:在非極性溶劑中,溶解性良好。

                                             

                                             

                                            三、石墨烯的部分應用如下:

                                            1)石墨烯實質是一種透明、良好的導體,適用制造透明的觸控屏幕、光板、太陽能電池。

                                            2)石墨烯電池,充電8 min,電動車可行駛1000 km。

                                            3)石墨烯作為電容充電,充電速度是鋰電池的100-1000倍,幾分鐘即能完成智能手機充電。充電幾分鐘,通話十小時。

                                            4)石墨烯用作電池兩極,續航能力會是普通電池的十多倍。

                                            5)石墨烯作為彎曲屏幕。

                                            6)石墨烯滲入到塑膠里,滲入1%,塑膠具有良好導電性,抗熱性能提高30 ℃。

                                            7)石墨烯用作過濾裝置,可淡化海水(石墨烯有超強的吸附性)。

                                            8)石墨烯感光元件比傳統強1000倍。

                                            9)石墨烯晶體管、傳感器、半導體器件、圓晶芯片……陸續問世。




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