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科普知识--什么是石墨烯(单层石墨)

已有 838 次阅读 2019-10-21 16:54 |系统分类:科研笔记| 石墨烯, 单层, 石墨

定义:

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成,碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构薄膜。其厚度只有0.334纳米,仅为头发的20万分之一,被认为是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性、力学性能和电学性能。


 


理化性质:

  • 电子迁移率超过15000 cm2/V·s VS硅1400cm2/V·s

  • 导热系数高达5300 W/m·K  

  • 电阻率约10-6 Ω·cm

  • 透光率高达97%

  • 理论比表面积高达2600m2/g  

  • 实测弹性模量为1060GPa


制备方法:

  目前石墨烯的制备方法主要可以分为物理方法和化学方法两大类。

其他方法及总结:

  除以上介绍的常见制备方法外,还有人研究了利用电弧法、切割碳纳米管法、气相等离子体生长技术、静电沉积法、原位自生模板法等制备石墨烯。

  如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势,取长补短,解决石墨烯的不稳定性、量产等问题,完善其结构和电性能是今后研究的热点和难点,也是今后开辟新的石墨烯合成途径的关键。

  石墨烯以其独特的结构、性质及潜在的应用,越来越引起研究人员的广泛关注,已成为材料、化学、物理等众多领域研究的热点。不过目前的制备技术存在石墨烯尺寸小且分布不均、难以批量生产以及性能难以精确控制等瓶颈问题;另外,现有的表征手段耗时、容易破坏石墨烯的晶格结构,也制约着石墨烯的进一步研究。因此,通过不同途径设计和批量制备大尺寸、层数和性能可控的石墨烯是下一步制备技术研究的重点;迅速发展石墨烯的精确表征技术,是石墨烯制备、性能和应用研究的迫切要求。



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2 王安良 苏保霞

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