石墨烯是什么
Ⅰ 石墨烯是做什么用的
石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。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。
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。
Ⅱ 石墨烯是什么材料
石墨烯是目前世界上最薄、最硬、导电、导热性能最强的材料,被誉为“新材料之王”,甚至被材料界称为“黑金”。在基础研究、传感器、半导体、柔性显示屏、新能源电池等领域,有着巨大的潜力。
但是,石墨烯“新材料之王”的宝座还没坐稳,另一种更具潜力的纳米材料横空出世,它就是硼烯。硼烯和石墨烯都属于二维材料,但比石墨烯更强、更轻、更柔韧,也更容易发生化学反应。
除了是电和热的良导体,甚至还能实现超导。因此,有着更加广阔的前景。
由于硼烯是目前已经最轻的二维材料,并且,其表面活性很高,极易发生化学反应,更适合在电池里存储金属离子。因此,硼烯是理想的电极材料。其次,氢离子更容易粘附在硼烯的二维结构表面。
由于硼烯有着巨大的表面积,可以存储自身重量15%以上的氢,因此,其在存储氢燃料时有着天然的优势。同时,硼烯也是制造超级电容绝佳的材料,因为其有着极高的能量密度。所以,硼烯制成的超级电容有着极高的循环稳定性。
再者,硼烯可以把氢气分解成氢离子,把水分解成氢气和氧气以及还原二氧化碳,因此,它也是一种最重要的催化剂。
最后,由于硼烯能和很多物质发生化学反应,因此,它也可用于制作乙醇、甲醛和氰化氢的传感器。
虽然石墨烯和硼烯作为极具潜力的二维材料,有着颠覆众多领域的潜质。但在实际应用中仍然面临不小的挑战。在上述领域中,能够作出突破也绝非一朝一夕之功。但只要朝着这个方向不断努力,相信二维材料一定会在人类社会发展中大放异彩。对此,你有什么看法呢?
Ⅲ 什么是石墨烯呢知道吗
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 ,主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性。 化学性质上石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。 当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。
石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但是已成为学者研究的热点。 随着石墨烯的制备方法不断被开发,石墨烯必将在不久的将来被更广泛的应用到各领域中
Ⅳ 问下,什么是石墨烯
你好,我是一名大学教师,也是六工石墨的研发部负责人,石墨烯行业从业7年,下面我以我的经验给您讲一讲石墨烯是什么:
六工石墨烯玻璃
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Ⅳ 石墨烯是什么东西
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。
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。
简介
石墨烯是一种零距离半导体,因为它的传导和价带在狄拉克点相遇。在狄拉克点的六个位置动量空间的边缘布里渊区分为两组等效的三份。相比之下,传统半导体的主要点通常为Γ,动量为零。
热性能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。
Ⅵ 石墨烯是什么有什么作用
石墨烯是一种新型的内暖材质,石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料,具备低温远红外功能,集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身。利用生物质石墨烯制成的织物原料,触感和普通面料并没有太大差别,但是在内暖、抑菌、防紫外线、除臭等功能上却有着独特的效果。甚至可以起到暖宫和缓解颈椎痛等功效。由于石墨烯的电热转换效能可达 99%,与其他发热材料相比有绝对的优势;其次,传统的电阻丝发热,容易发生短路着火、遇水联电不安全、人体舒适感也偏低。
Ⅶ 什么是石墨烯
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。
主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性。
主要应用
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
基础研究
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。
在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。
Ⅷ 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。
(8)石墨烯是什么扩展阅读
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。