石墨烯是什麼?

2023-03-14 06:55:10 字數 2911 閱讀 4303

1樓:月似當時

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料。

石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵,並有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp2鍵,即每個碳原子都貢獻一個位於pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態。

研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為米,鍵與鍵之間的夾角為120°。

除了σ鍵與其他碳原子連結成六角環的蜂窩式層狀結構外,每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學效能。

2樓:百曉生顧問

石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質,結構非常穩定。

其完美的晶格結構,常被誤認為很僵硬,但事實並非如此。石墨烯各個碳原子間的連線非常柔韌,當施加外部機械力時,碳原子面就彎曲變形。這樣,碳原子就不需要重新排列來適應外力,這也就保證了石墨烯結構的穩定,使得石墨烯比金剛石還堅硬,同時可以像拉橡膠一樣進行拉伸。

這種穩定的晶格結構還使石墨烯具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時,不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於其原子間作用力非常強,在常溫下,即使周圍碳原子發生擠撞,石墨烯中的電子受到的干擾也非常小。

石墨烯(graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,所以又叫做單原子層石墨。它的厚度大約為,根據製備方式的不同而存在不同的起伏,通常在垂直方向的高度大約1nm左右,水平方向寬度大約10nm到25nm,是除金剛石以外所有碳晶體(零維富勒烯,一維碳奈米管,三維體向石墨)的基本結構單元。

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3樓:科普中國

記者從復旦大學獲悉,該校與新加坡國立大學研究人員合作,通過在石墨烯表面引入極少量可電離含氧官能團,實現高質量石墨烯在水相中的高效率製備,有利於加速石墨烯大規模產業化應用。相關成果近日**發表於《自然·通訊》雜誌。

然而,如何實現高質量石墨烯的高效率、規模化製備,一直是制約其大規模應用的關鍵難題。理想解決方案是從天然鱗片石墨出發,將其在液相中剝離成石墨烯。

如何克服這些難題?研究人員採用一種非穩定分散的策略,通過在石墨烯表面引入極少量的可電離含氧官能團,實現在極高濃度(50下的快速、高產率剝離,剝離產物90%以上為單層石墨烯,且晶格缺陷少。剝離過程中,由於表面雙電層被壓縮,石墨烯以絮凝方式析出形成沉澱,後者即使濃縮至固含量很高的濾餅,室溫儲存一月後,仍可再次分散於水溶液中形成均勻穩定的石墨烯懸浮液,從而有效解決石墨烯規模化應用中的儲存和運輸問題。

此外,該方法制備的石墨烯水相漿料表現出良好的流變特性,可直接通過3d列印製備各種形狀的石墨烯氣凝膠,從而為石墨烯在儲能、環境治理、多功能複合材料等領域的應用開闢了新途徑。

4樓:法問業

石墨烯(graphene)是目前世界上發展的最薄、硬度最大、導電導熱效能最好的一種新型奈米材料,被稱為「黑金」、「新材料之王」。科學家語言石墨烯將「徹底改變21世紀」,掀起一場席捲全球的顛覆性新技術、新產業革命。

2023年,英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功從石墨中分離出石墨烯,證實了它可以單獨存在,兩人也因此獲得了2023年諾貝爾物理學獎。

山東濟南的聖泉集團。和國內知名院校合作,歷時7年時間,首創從玉米芯纖維素製備出生物質石墨烯,並且建成投產全球首家生物質石墨烯工業化生產線。已經取得國家專利,並且在國際居先進水平,屬國際首創。

生物質石墨烯是以天然綠色植物秸稈為原料,採用自主專利技術—基於基團配位析碳原理的熱裂解法(國家發明專利號:zl 2015 1 製備而成,具有明顯的遠紅外、抗菌抑菌等特性。

此方法已被中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟釋出的石墨烯聯盟標準「石墨烯材料的術語、定義及代號」中國石墨烯常見製備方法中收錄。

5樓:黑貓白襪子

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二維碳奈米材料。

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。[1]英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2023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)。

[2]2023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。[3]

中文名。石墨烯。

英文名。graphene

應用領域。物理、材料、電子資訊、計算機等。

載流子遷移率。

15000cm2/(v·s)(室溫)

導熱係數。5300w/mk(單層)

研究歷史。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毫米的石墨大約包含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。

6樓:初願程貢

石墨烯是一種二維晶體,由碳原子以 sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料。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,被認為是一種未來革命性的材料。

7樓:哭泣的你不是我

石墨烯是什麼,到底有多神奇?

8樓:廢瓢正署

是隻有一層原子厚度的碳元素。

石墨烯是什麼晶體,石墨烯是什麼晶體

由碳原子間共價鍵連線,所以石墨烯是原子晶體 石墨烯是一種二維晶體。石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之後,這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。其實就是原子晶體 石墨烯是什麼晶體 30 石墨烯是一種 二...

石墨烯發熱是什麼情況?石墨烯發熱是什麼原理?

凡是石墨烯和發熱聯絡到一起就要提高警惕了。石墨烯接近0電阻,通過電流是發熱量最少的材料,說發熱的都不是真的,目前市場上都是其他材料發熱,然後新增一點石墨烯,叫石墨烯發熱,其實發熱材料和石墨烯一點關係都沒有,新增不新增都沒有意義,唯一的作用就是利用高科技的名頭。有說石墨烯電熱轉換率99 等於是說石墨烯...

石墨烯價格?石墨烯多少錢一克,石墨烯很貴,現在的石墨烯發熱塗料是不是真是石墨烯?

具體要看要求,在幾十元到幾百元每克不等。石墨烯有很多多型號,每種型號的引數指標都不一樣,常見的有單層石墨烯,少層石墨烯,多層石墨烯。純度一般在95 99 5 市面上很多用石墨烯氧化物當石墨烯賣的,那個成本低,但根本不是石墨烯。石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵,並有如下...