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石墨烯概念;石墨烯是什么物质? 由什么构成?

发布时间:2022-08-01 19:48:49   浏览:73次   收藏:17次   评论:0条

一、石墨烯是什么石墨烯有何用途

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。
主要应用:石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证,例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。
但更令人感兴趣的,是它那许多“极端”性质的物理性质。
因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,石墨烯也有着全新的电学属性。
石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;
加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。
在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料,用于制造汽车、飞机和卫星。
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。
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势
柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。
另一方面,新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。
之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。
另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速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就了道路。
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。
而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
制备方法:石墨烯分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜两大类。
常见的石墨粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法。
石墨烯薄膜生产方法为化学气相沉积法。
特性:石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。
碳原子之间由σ键连接,结合方式为sp2杂化,这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石。
在石墨烯中,每个碳原子都有一个未成键的p电子,这些p电子可以在晶体中自由移动,且运动速度高达光速的1/300,赋予了石墨烯良好的导电性。

石墨烯是什么石墨烯有何用途


二、石墨烯到底是什么东西?

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。

石墨烯到底是什么东西?


三、什么是石墨烯有什么功能

石墨烯(Graphene)是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。
2004年,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,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
在2015年石墨烯发现之前,石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。
同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。
石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。
用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。
另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子(氢原子)也无法穿透。
这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。
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”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
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什么是石墨烯有什么功能


四、什么是石墨烯技术?

石墨烯技术(Graphene blockchain library)是一种区块链底层技术架构,由Cryptonomex公司开发, 采用C++语言编写。
而Dan Larimer就是Cryptonomex的创始人。
他创建的Bitshares、Steem和EOS都是基于石墨烯架构的项目,基于此架构开发的区块链项目还包括YOYOW,公信宝,DECENT等。
我们说的EOS的DPoS共识、高度模块化等特点其实都是石墨烯架构包含的内容,凡是基于石墨烯技术的项目都具有通用的特性,比如较快的转账速度、较高的交易吞吐量以及稳定、功能强大等。
不同的项目基于石墨烯架构则会总不同的修改和开发,例如EOS基于DPoS共识增加了BFT容错算法,手续费改成了免费等。

什么是石墨烯技术?


五、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。

石墨烯是什么.有什么性质


六、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

石墨烯是什么


七、石墨烯是什么物质? 由什么构成?

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。
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,是碳的二维结构,是一种“超级材料”,是最薄却也是最坚硬的纳米材料,其厚度只有0.335纳米,硬度超过钻石,重量几乎为零。
它在室温下传递电子的速度比已知导体都快,可用来制造透明触控屏幕、光板,甚至太阳能电池。

石墨烯是什么物质? 由什么构成?


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