石墨烯是什么材料
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。
石墨烯不仅是世上最薄而且也是最坚硬的纳米材料，几乎是完全透明，它具有优异的光学、电学、力学特性，常见的粉体生产的方法有氧化还原法、机械剥离法、SiC外延生长法等。
石墨烯有很多罕见的性质，能有效地传导热和电，导电性也非常高，几乎透明。不仅具有令人难以置信的物理特性，而且作为按重量制作的最坚固的材料被广泛引用。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以更紧密地封装处理器内的晶体管，使许多电子行业进一步前进。
石墨烯的难以置信的物理特性实际上应用于各种思想实验。如果至少可以用一米长的线程制造，一些科学家相信这些石墨烯可以一起编织，足够结实灵活，可以成为宇宙电梯的支柱。
石墨烯用途
1、晶体管
石墨烯可以用来制造晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管仍然可以在接近单个原子的尺度上稳定工作。相比之下，硅制成的晶体管将在约10纳米的尺度上失去稳定性；由于石墨烯中的电子对外场反应非常快，石墨烯制成的晶体管可以达到非常高的工作频率。
2、新能源电池
新能源电池也是石墨烯很早的重要商业领域之一，麻省理工学院已经成功地开发出表面有石墨烯纳米涂层的柔性光伏板，这可以大大降低制造透明和可变形太阳能电池的成本。这种电池可用于小型数字设备，如夜视镜和照相机。
此外，石墨烯超级电池的成功研发也解决了新能源汽车电池容量不足、充电时间长的问题，大大加快了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺平了道路。
3、传感器
石墨烯可以制成化学传感器。这一过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的。根据一些学者的研究，石墨烯化学检测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比较。
石墨烯独特的二维结构使其对周围环境非常敏感。石墨烯是一种理想的电化学生物传感器材料。石墨烯制成的传感器在检测药物中的葡萄糖方面具有良好的灵敏度。
探索纳米技术新领域
2024-05-31 广告
德福电热石墨烯又称”单层石墨片“，是指一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子，碳原子排列成二维结构，与石墨的单原子层类似。
2004年，二维结构石墨烯的发现推翻了“热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下自由存在”的认知，震撼了整个物理界，它的发现者---英国曼切斯特大学物理和天文学系的Geim和Novoselov也因此获得了2008年诺贝尔物理学奖的提名。与碳纳米管相比，石墨烯有完美的杂化结构，大的共轭体系使其电子传输能力很强，而且合成石墨烯的原料是石墨，价格低廉，这表明石墨烯在应用方面将优于碳纳米管。与硅相比，石墨烯同样具有独特优势:硅基的微计算机处理器在室温条件下每秒钟只能执行一定数量的操作，然而电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力，所产生的热量也非常少。另外，石墨烯本身就是一个良好的导热体，可以很快地散发热量。由于具有优异的性能，如果由石墨烯制造电子产品，则运行的速度可以得到大幅提高。速度还不是石墨烯的唯一优点。硅不能分割成小于10nm的小片，否则其将失去诱人的电子性能;与硅相比，石墨烯被分割时其基本物理性能并不改变，而且其电子性能还有可能异常发挥。因而，当硅无法再分割得更小时，比硅还小的石墨烯可继续维持摩尔定律，从而极有可能成为硅的替代品推动微电子技术继续向前发展。
单层石墨烯（Graphene）：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。
双层石墨烯（Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
少层石墨烯（Few-layer）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
多层石墨烯又叫厚层石墨烯（multi-layer graphene）：指厚度在10层以上10nm以下苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
