石墨烯是什麼材料?石墨烯是什麼材料有什麼功能

時間 2025-02-09 16:10:11

1樓:惠企百科

石墨烯是一種以sp_雜化連線的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。

石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。石墨烯的優點:

石墨烯具有良好的強度、柔韌度、導電導熱等特性。它是目前為止導熱係數最高的材料,具有非常好的熱傳導效能,所以它被大量運用在全新的採暖行業。石墨烯的用途:

1、製造下一代超級計算機。石墨烯是目前已知導電效能最好的材料,這種特性尤其適合於高頻電路,石墨烯將是矽的替代品,可用來生產未來的超級計算機,使電腦執行速度更快、能耗降低。

2、製造「太空電梯」的纜線。科學家幻想將來太空衛星要用纜線與地面聯接起來,那時衛星就成了有線的風箏,科學家現在終於找到了可以製造這種太空纜線的特殊材料,這就是石墨烯。

2樓:網友

石墨烯是目前世界上最薄、最硬、導電、導熱效能最強的材料,被譽為「新材料之王」,甚至被材料界稱為「黑金」。在基礎研究、感測器、半導體、柔性顯示屏、新能源電池等領域,有著巨大的潛力。

但是,石墨烯「新材料之王」的寶座還沒坐穩,另一種更具潛力的奈米材料橫空出世,它就是硼烯。硼烯和石墨烯都屬於二維材料,但比石墨烯更強、更輕、更柔韌,也更容易發生化學反應。

除了是電和熱的良導體,甚至還能實現超導。因此,有著更加廣闊的前景。

由於硼烯是目前已經最輕的二維材料,並且,其表面活性很高,極易發生化學反應,更適合在電池裡儲存金屬離子。因此,硼烯是理想的電極材料。其次,氫離子更容易粘附在硼烯的二維結構表面。

由於硼烯有著巨大的表面積,可以儲存自身重量15%以上的氫,因此,其在儲存氫燃料時有著天然的優勢。同時,硼烯也是製造超級電容絕佳的材料,因為其有著極高的能量密度。所以,硼烯製成的超級電容有著極高的迴圈穩定性。

再者,硼烯可以把氫氣分解成氫離子,把水分解成氫氣和氧氣以及還原二氧化碳,因此,它也是一種最重要的催化劑。

最後,由於硼烯能和很多物質發生化學反應,因此,它也可用於製作乙醇、甲醛和氰化氫的感測器。

雖然石墨烯和硼烯作為極具潛力的二維材料,有著顛覆眾多領域的潛質。但在實際應用中仍然面臨不小的挑戰。在上述領域中,能夠作出突破也絕非一朝一夕之功。

但只要朝著這個方向不斷努力,相信二維材料一定會在人類社會發展中大放異彩。對此,你有什麼看法呢?

3樓:還是這麼帥

石墨烯是單層碳原子排列成六邊形晶格的異構體(形式)。是碳的許多其他異構體的基本結構元素,如石墨、鑽石、碳、碳奈米管和富勒烯。

4樓:科技範絲

石墨烯是什麼?是**還是未來黑科技?帶你瞭解「新材料之王」

石墨烯是什麼材料有什麼功能

5樓:惟妙惟肖且斯文的小布丁

石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環境非常敏感,是電化學生物感測器的理想材料。由於石墨烯結構的高度穩定性,石墨烯製作的電晶體在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。

石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,使之成為儲氫材料的最佳候選者。

石墨烯前景:

石墨烯的研究與應用開發持續公升溫,石墨和石墨烯有關的材料廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、感測器、電容器、電晶體等方面。研究者們致力於在不同領域嘗試不同方法以求製備高質量、大面積石墨烯材料。並通過對石墨烯製備工藝的不斷優化和改進,降低石墨烯製備成本使其優異的材料效能得到更廣泛的應用,並逐步走向產業化。

6樓:濟寧鈦浩機械****

石墨烯——一種只有乙個原子厚的二維碳膜——的確是種令人驚訝的材料。雖然名字裡帶有石墨二字,但它既不依賴石墨儲量也完全不是石墨的特性:石墨烯導電性強、可彎折、機械強度好,看起來頗有未來神奇材料的風範。

如果再把它的潛在用途開個清單——保護塗層,透明可彎折電子元件,超大容量電容器,等等——那簡直是改變世界的發明。

石墨烯是人們發現的第一種由單層原子構成的材料。碳原子之間相互連線成六角網格。鉛筆裡用的石墨就相當於無數層石墨烯疊在一起,而碳奈米管就是石墨烯捲成了筒狀。

由於碳原子之間化學鍵的特性,石墨烯很頑強:可以彎曲到很大角度而不斷裂,還能抵抗很高的壓力。而因為只有一層原子,電子的運動被限制在乙個平面上,為它帶來了全新的電學屬性。

石墨烯在可見光下透明,但不透氣。這些特徵使得它非常適合作為保護層和透明電子產品的原料。

7樓:科學普及交流

石墨烯:

是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有乙個原子層厚度的準二維材料,所以又叫做單原子層石墨。

8樓:小魚熱愛生活

石墨烯是二維原子尺度、六角型的碳同素異形體,其中每個頂點有乙個原子。它是其他同素異形體(包括石墨、木炭、碳奈米管和富勒烯)的基本結構單元。它也可以被認為是乙個無限期的大芳香分子,平面多環芳烴家族的最終案例。

石墨烯有許多特性。與其厚度成比例,它比最堅固的鋼大約強100倍。它可以非常有效地傳導熱和電,並且幾乎是透明的。

1] 石墨烯還顯示了乙個大的非線性抗磁性,[2] 甚至比石墨還大,可以被釹鐵硼磁體懸浮。研究人員已經確定了材料中的雙極電晶體效應、電荷的彈道傳輸和大量子振盪。

9樓:雨靈松

實際上石墨烯本來就存在於自然界,只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨,厚1公釐的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過,留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。

2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆(andre geim)和康斯坦丁·諾沃消洛夫(konstantin novoselov)發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作,於是薄片越來越薄,最後,他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。

他們共同獲得2010年諾貝爾物理學獎,石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、sic外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(cvd)。[3]

這以後,製備石墨烯的新方法層出不窮。2009年,安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發現了整數量子霍爾效應及常溫條件下的量子霍爾效應,他們也因此獲得2010年度諾貝爾物理學獎。在發現石墨烯以前,大多數物理學家認為,熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。

所以,它的發現立即震撼了凝聚體物理學學術界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在,但是單層石墨烯能夠在實驗中被製備出來。[5]

2018年3月31日,中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動,該專案主要生產可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池(下稱石墨烯opv),破解了應用侷限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。[4]

2018年6月27日,中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟釋出新制訂的團體標準《含有石墨烯材料的產品命名指南》。這項標準規定了石墨烯材料相關新產品的命名方法。[6]

10樓:乾萊資訊諮詢

石墨烯是二維碳奈米材料。

石墨烯是「碳材料家族」中的一員,是由乙個個碳原子在平面內按照六邊形蜂窩狀結構排列形成的一種層狀材料。由於其厚度只有乙個碳原子擾銷的渣胡大小,約為奈米,相當於一根頭髮絲的二十萬分之一,是人類迄今為止發現的最薄的材料,石墨烯也被稱作是一種二維材料。

正是由於這種特殊的二維原子結構,石墨烯展現出了,許多普通三維材料,並不具備的奇異性質。單層石墨烯的透光率高如李攔達,肉眼看過去幾乎是完全透明的。

它有著絕佳的導熱性,熱傳導能力是金剛石的兩倍以上。石墨烯的機械強度極大,比鋼鐵還要強200倍。石墨烯還具有十分優良的電學性質,導電性比銀和銅還強,載流子遷移率,比碳奈米管和矽還高。

石墨烯是什麼,石墨烯是什麼?用途呢?

樂福之家地暖 石墨是由一層層蜂窩狀有序排列的平面碳原子構成的晶體。當把石墨片通過物理或化學方法剝成單層之後,這種只有乙個單原子層的石墨薄片稱為單碳層石墨烯。不要看它薄,它的硬度甚至比鋼鐵要高幾百倍!因為薄,所以石墨烯具有良好的透光性,以肉眼來看,完全可以說它是透明的。同時,由於石墨烯具有良好的強度 ...

石墨烯是什麼?具體有哪些用途呢,石墨烯有什麼用途?

答 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平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是世上最薄卻也是最堅硬的奈米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3 的光,導熱係數高達5300 w m k,高於碳奈米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000 cm2 ...

石墨烯對人體的危害是什麼?石墨烯對人體有沒有危害

石墨烯奈米粒子的鋸齒邊緣非常鋒利和強勁,能夠輕易穿刺入人類 以及免疫細胞的細胞膜,石墨烯確實對人類和其他動物都存在潛在的嚴重危害。這項研究的作者之一,同時也是工程學教授的roberthurt就說 這些材料可被無意吸入,或者故意注入以及作為新型生物醫學技術的元件植入人體,所以我們需要了解它們在體內和細...