石墨烯是什么,石墨烯是什么.有什么性质
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1，石墨烯是什么.有什么性质
石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的晶体。当把石墨片通过物理或化学方法剥成单层之后，这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。 主要的物理方法有：机械剥离法、液相或气相直接剥离法；化学方法有：表面析出生长法、氧化石墨还原法、化学气相沉积法、化学合成法。不要看石墨烯薄，它的硬度甚至比钢铁要高几百倍！ 因为薄，所以石墨烯具有良好的透光性，以肉眼来看，完全可以说它是透明的。同时，由于石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热性能，为复合材料、纺织领域、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天等很多领域带来了巨大的改变。 但是，并不是只有单层石墨烯才叫石墨烯。按层数：它可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。按被功能化形式：它可分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。按外在形态：它可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状石墨烯等。 石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，具有非常好的热传导性能，所以它被大量运用在全新的采暖行业。和常规发热膜一样，石墨烯需要通电才能发热，当在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称布朗运动)而产生热能，热能又通过控制远红外线以平面方式均匀地辐射出来。 石墨烯通电后，有效电热能总转换率达99%以上，同时加上特殊的超导性，保证发热性能的稳定。但是与常规金属丝发热膜不同的地方在于，发热稳定安全，而且散发出来的红外线被称为“生命光线”。 综上所述，石墨烯材料良好的导电导热性能非常适合应用于新型采暖行业，让采暖过程更加舒适，便捷。
2，石墨烯是什么？
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。 研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。 除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键（与苯环类似），因而具有优良的导电和光学性能。 扩展资料 当入射光的强度超过某一临界值时，石墨烯对其的吸收会达到饱和。这些特性可以使得石墨烯可以用来做被动锁模激光器。 这种独特的吸收可能成为饱和时输入光强超过一个阈值，这称为饱和影响，石墨烯可饱和容易下可见强有力的激励近红外地区，由于环球光学吸收和零带隙。由于这种特殊性质，石墨烯具有广泛应用在超快光子学。石墨烯/氧化石墨烯层的光学响应可以调谐电。 更密集的激光照明下，石墨烯拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。 溶解性：在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性。 熔点：科学家在2015年的研究中表示约4125K，有其他研究表明熔点在5000K左右。 其他性质：可以吸附和脱附各种原子和分子。
3，石墨烯是什么？用途呢？
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低。石墨烯适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯的十大用途 ：
1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料，这种特性尤其适合于高频电路，石墨烯将是硅的替代品，可用来生产未来的超级计算机，使电脑运行速度更快、能耗降低。
2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来，那时卫星就成了有线的风筝，科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料，这就是石墨烯。
3、可作为液晶显示材料。石墨烯是一种“透明”的导体，可以用来替代现在的液晶显示材料，用于生产下一代电脑、电视、手机的显示屏。
4、制造新一代太阳能电池。石墨烯透明导电膜对于包括中远红外线在内的所有红外线的高透明性，是转换效率非常高的新一代太阳能电池最理想材料。
5、制造光子传感器。去年10月，IBM的一个研究小组首次展示了他们研制的石墨烯光电探测器。
6、制造医用消毒品和食品包装。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。利用石墨烯的这一特性可以制作绷带，食品包装，也可生产抗菌服装、床上用品等。
7、创制“新型超强材料”。石墨烯与塑料复合，可以凭借韧性，兼具超薄、超柔和超轻特性，是下一代新型塑料。
8、石墨烯适合制作透明触摸屏、透光板。
9、制造晶体管集成电路。石墨烯可取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料，而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。
10、制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，具有军事用途。
4，石墨烯有什么用途？
石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料，它几乎完全透明，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300 W/m·K（高于碳纳米管），常温下电子迁移率超过15000cm2/V·s（高于碳纳米管和硅晶体），电阻率只有10-6 Ω·cm，为目前世界上电阻率最小的材料，未来将在超多领域引发颠覆性的技术产业革命。 石墨烯的应用领域涉及锂离子电池、超级电容器、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热材料、涂料、生物传感器、太阳能电池、燃料电池等。 1、超级计算机：石墨烯晶体管极有可能应用于超能效超高速计算机，超高速是指目前速度的一千倍，超能效是指仅使用目前百分之一的能耗。 2、新型显示器：石墨烯薄膜可实现可折叠与伸缩的超薄显示器。 3、超级汽车：未来的石墨烯电池汽车或可实现充电10分钟，续航1000公里。 4、手机散热：SETTLERα 石墨烯手机、石墨烯触控屏、搭载石墨烯液冷系统的华为Mate 20X… 5、导电油墨：“Vor-ink”石墨烯导电油墨… 6、体育用品：YouTek 石墨烯飞速系列网球拍手柄部位… 来源：《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》_新材料在线
5，石墨烯是什么
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 扩展资料： 石墨烯新团体标准发布，规定相关新产品命名方法。 随着我国对石墨烯材料的开发和应用探索，以石墨烯材料改性或制造的新产品陆续上市。但部分新产品的名称存在命名不科学、不准确，有的甚至以石墨烯为卖点夸大石墨烯应用效能，使公众和下游应用企业对石墨烯相关产品真实性产生怀疑，影响产业健康有序发展。 指南对石墨烯产品的分类、命名原则及方法等进行详细规定。例如，规定产品名称描述应以特征、用途相结合的命名方式，便于消费者辨识。 指南还规定，厂商应主动向社会公示产品相关信息内容，如使用石墨烯材料的基本信息、关于新增性能的第三方检测报告等。 首次明确了石墨烯的内涵，提出了石墨烯材料等系列相关术语，此次修订增加了石墨烯相关新知识及新认识，并与国际标准的差异进行对比。 参考资料来源：百度百科-石墨烯 参考资料来源：新华网-石墨烯新团体标准发布 规定相关新产品命名方法
6，石墨烯属于什么材料
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 扩展资料 1、石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。 而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。 2、石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。 当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。 此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移 3、石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1.42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。 另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 同时，石墨烯有芳香性，具有芳烃的性质。 参考资料来源：百度百科 _石墨烯（二维碳材料）
7，石墨烯是什么材料？
石墨烯是二维碳纳米材料。 石墨烯是“碳材料家族”中的一员，是由一个个碳原子在平面内按照六边形蜂窝状结构排列形成的一种层状材料。由于其厚度只有一个碳原子的大小，约为0.34纳米，相当于一根头发丝的二十万分之一，是人类迄今为止发现的最薄的材料，石墨烯也被称作是一种二维材料。 正是由于这种特殊的二维原子结构，石墨烯展现出了，许多普通三维材料，并不具备的奇异性质。单层石墨烯的透光率高达97.7%，肉眼看过去几乎是完全透明的。 它有着绝佳的导热性，热传导能力是金刚石的两倍以上。石墨烯的机械强度极大，比钢铁还要强200倍。石墨烯还具有十分优良的电学性质，导电性比银和铜还强，载流子迁移率，比碳纳米管和硅还高。 扩展资料； 石墨烯的特性； 1、石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯，也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。 由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸，则会异常坚固强韧。 2、石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。大面积的石墨烯薄膜，同样具有优异的光学特性，且其光学特性，随石墨烯厚度的改变，而发生变化。 这是单层石墨烯，所具有的不寻常低能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管，施加电压，石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应，可调节至太赫兹范围。 3、溶解性：在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性。 参考资料来源；人民网——人民日报科技大观：石墨烯，潜在应用令人惊喜 百度百科——石墨烯
8，石墨烯是什么用途
1、防锈 石墨烯不溶于水，可以与聚合物混合作为防锈涂层 2、扬声器 石墨烯通过传输电流产生的热能而发声。 3、超级电容 配备石墨烯超级电容的电脑芯片有望淘汰电池。 4、清理放射性废弃物 石墨烯的氧化物微粒同放射性污染物结合可以使核废料清除变得安全、便宜。 5、柔性电子线路 第一个石墨烯集成电路由IBM研发人员成功研制。 硅半导体芯片赋予计算机智能。它可以处理构成数字信息的基本单元的二进制代码为1s和0s。石墨烯比硅具有更好的导电性，它使用更少的电力，产生更少的热量，因此石墨烯在处理这些1s和0s极有可能比硅快得多。 6、人工肌肉 一层固定在聚合物上的石墨烯在有电流通过时会产生褶皱和伸展。 7、探测爆炸物 石墨烯泡沫可探测低浓度爆炸物。 8、DNA 测序 石墨烯制成的泡沫过滤器可以用于DNA测序 9、防弹背心 石墨烯和碳纳米管复合纤维比通常用于制备防弹背心的凯夫拉纤维具有更高的强度。 10、夜视 利用单层石墨烯作为底片，并在底片上添加硫化铅晶体，即可制成一个兼具高灵敏性和高柔韧性的夜视光电探测器。 扩展资料 2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和克斯特亚·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。 他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。 石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。 由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。 参考资料来源：百度百科-石墨烯