石墨烯物理屬性有哪些

❶ 什麼是石墨烯是超級材料它有什麼物理特性

曼徹斯特大學的兩位科學家進行了一個看似簡單的實驗，結果可能會改變世界。在實驗室，研究人員安德烈·海姆（AndreGeim）和康斯坦丁·諾沃塞洛夫（KonstantinNovoselov）玩弄著石墨，這是製作鉛筆芯的材料。石墨由彼此堆疊的超薄純碳片製成。吉姆（Geim）和諾沃塞洛夫（Novoselov）想看看他們是否可以分離出單片石墨，即只有一個原子厚的薄碳層。

❷ 石墨烯具有哪些優質性能

石墨烯具有的優質性能
1.導電性
石墨烯新穎的電子性質在於它可以維持巨大的電流。石墨烯中的π鍵使石墨烯具有電子傳導性，並使石墨烯層之間產生較弱的相互作用。石墨烯中的載流子可用狄拉克方程而不用薛定諤方程來描述。由於蜂窩晶體中有兩個等價的碳亞晶格，錐狀的價帶和導帶相交於費米能級處布里淵區的K和K0點。這些無質量的狄拉克費米子顯示出許多優越的特性。石墨烯是零帶隙的二維半導體材料，它清晰地顯示出雙極電場效應、准粒子，和較長的平均自由程（微米量級的）。
此外，二維中狄拉克能量色散意味著石墨烯是一種零帶隙的半導體材料，當接近費米能級處時其態密度成線性消失。石墨烯傳導時其電子或空穴濃度高達10E13cm-2。它顯示出傑出的載流子遷移率約為200,000cm2╱V.s。如此高的遷移率是因為完美的石墨烯蜂窩狀晶格使電子能夠十分順利地通過，能夠控制其帶隙。就像半導體一樣，人們可以控制和調節電子運動以產生預期的結果。換言之，除非能夠提供能量來加強電子穿越間隙，即在價帶和導帶之間的間隙，否則石墨烯不可用以傳導。
2.導熱性
石墨烯的近室溫導熱系數在（4.84±0.44）×10E3和（5.30±0.48）×10E3W╱m.K之間（Balandinetal.,2008）。化學氣相沉積制備的石墨烯顯示出較低值（≈2500W╱mK）（Caietal.,2010）。
它被認為具有一定的結構類型，即AA或AB型；石墨烯的層數也對其熱導率產生影響。由於石墨烯的高熱導性（由於其強烈的CAC共價鍵和聲子散射，無缺陷的純石墨烯單層在室溫下導熱性可高達5000W╱mK(Ballandinetal.,2008），它被認為是電子設備中重要的組成部分。
在室溫下，單層純石墨烯的熱導率比先前研究的其他碳的同素異形體的熱導率高很多，例如，碳納米管（多壁碳納米管為3000W╱mK(Kimetal.,2001)，單壁碳納米管為3500W╱mK(Popetal.,2005)。導熱率會受一些因素的影響，如缺陷，邊緣散射（Nikaetal.,2009）和同位素摻雜（Jiangetal.,2010）。
一般而言，所有這些因素都會對導電率產生不利影響，這是因為摻雜導致缺陷和聲子模式局部化從而產生了聲子散射。
3.比表面積
石墨烯成六角苯環結構，邊長0.142納米，面積為0.052nm2。所以面密度為0.77mg╱m2時，取得比表面積為2630m2╱g。
4.彈性模量
依據Voigt石墨本構方程式：
式中，下標1和2為石墨烯面內的兩個主方向，而3為其法向。實驗測量得到值為C11=1060Gpa、C12=36.5Gpa、C44=4Gpa、C12=180Gpa及C13=15Gpa。由此矩陣中還可以看出，由於碳原子之間SP2鍵極強，石墨面內的彈性模量高達1Tpa。
由於高各向異性程度的原因是石墨烯之間的弱相互作用，這通常被認為是范德華力相互作用或π電子間的耦合作用，實驗測出石墨烯層間的剪切模量為4Gpa，剪切強度為0.08Mpa，明顯小於碳原子間的機械性能。
石墨烯被氧化後的物理性質有顯著的改變。可以看出首先是環氧基中的C-O-C鍵角發生彎曲，而氧原子向石墨面內方向運動，由此得到氧化石墨烯其楊氏模量為610Gpa，較石墨烯的1060Gpa還低。
5.透光性
石墨烯是透明的，單層石墨烯吸收2.3%πα≈2.3%的白光（97.7%透光率），α為精細結構常數，其值約為~1/37。堆疊順序和方向影響著石墨烯的光學特性；因此，雙層石墨烯展現出新穎有趣的光學特性。
6.化學穩定性及反應性
石墨烯的化學穩定性高是由於蜂窩網狀結構中強大的面內sp2雜化鍵的存在。石墨烯的化學惰性可應用於防止金屬和金屬合金的氧化。陳等（Chenetal.,2011）用化學氣相沉積技術將石墨烯鍍在銅和銅╱鎳上，首次演示了石墨烯的抗氧化性能。石墨烯具有的化學穩定性和惰性使它有望提高潛在的光電子器件的耐久性（Blakeetal.,2008）。
7.阻隔性
石墨烯片具有高度靈活性。它們可以像氣球一樣被拉伸，甚至在幾種大氣的立壓差下也無礙。即使是像氦這樣的小原子也無法滲透它。有些文獻會使用氧化石墨烯來阻隔膜，我現在才發現是因為石墨烯分散性較差而不得不做的取捨，畢竟石墨烯成膜性高，再者，氧化石墨烯是親水性會吸水，而石墨烯為疏水性，阻水性更佳

❸ 石墨烯主要有哪些性質呢

熱性能石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是目前為止導熱系數最高的碳材料，高於單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱系數也可達600W/mK。[5]此外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限下移。力學特性石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

❹ 石墨烯是什麼.有什麼性質

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，這種只有一個單原子層的石墨薄片稱為單碳層石墨烯。

綜上所述，石墨烯材料良好的導電導熱性能非常適合應用於新型採暖行業，讓採暖過程更加舒適，便捷。

❺ 石墨烯是什麼材料

石墨烯是目前世界上最薄、最硬、導電、導熱性能最強的材料，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，另一種更具潛力的納米材料橫空出世，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，更適合在電池裡存儲金屬離子。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，可以存儲自身重量15%以上的氫，因此，其在存儲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循環穩定性。


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？

❻ 石墨烯是什麼物理結構

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。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，是碳的二維結構，是一種「超級材料」，是最薄卻也是最堅硬的納米材料，其厚度只有0.335納米，硬度超過鑽石，重量幾乎為零。它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快，可用來製造透明觸控屏幕、光板，甚至太陽能電池！

❼ 石墨烯奇異物理性質有哪些

石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；
導熱系數高達5300 W/m·K，高於碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率*超過15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體*高，而電阻率只約10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。
由於石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來製造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

❽ 「奇跡材料」的石墨烯，有哪些特性

石墨烯是已知世界上最薄、最硬的納米材料，幾乎完全透明的是電阻率極低，電子遷移速度非常快，因此被期待著更薄、導電速度更快的下一代電子元件和晶體管的發展。 石墨烯本質上是透明且良好的導體，因此也適合於透明觸摸屏、光板乃至太陽能電池的製造。石墨烯作為新材質受到關注。 實際上，石墨烯是碳的一種，具有超高強度、薄型、擴展性的特性，可以改變數碼產品的外觀、手感、使用形態。

為了其顯著的特性，可以考慮在各種應用中使用石墨烯。 例如，石墨烯非常強大，所以希望能增強塑料，同時具有導電性。 因為透明且具有導電性，所以可應用於手機畫面、觸摸面板、電視畫面等。 為了超越硅技術，使集成電路更密集、高速化，人們也可以考慮使用它。

❾ 石墨烯的物理特性和應用分析

具有較大的比表面積，良好的導電性和導熱特性，是很有潛力的儲能材料。石墨烯作為新型儲能材料，其優勢有以下幾點：

石墨烯具有良好的導電性和開放的表面，賦予其很好的儲能功率特性。其宏觀結構由微米級、導電性好的石墨烯片層搭接而形成，形成開放的大孔徑體系，這樣的結構為電解質離子的進入提供了勢壘極低的通道，保證這種材料良好的功率特性。

石墨原料儲量豐富、便宜，化學法制備的石墨烯成本較低。在對其工藝進行優化、放大之後，化學法制備的功能化石墨烯材料有望成為很有競爭力的儲能材料。

石墨烯性狀特徵和活性炭、石墨材料相近，如果作為電極材料，可以與現有的超級電容器和鋰離子電池的工藝路線兼容。石墨烯材料具有導電和導熱特性，且可以形成厚度可調控的石墨烯膜，可以構建非常好的薄膜電池和儲能器件。

石墨烯具有較大的理論比表面積，大的比表面積決定了其具有較高的能量密度。目前石墨烯材料的比表面積（200～1200 m2 /g） 與理論預測值還有較大的差距，如何調控石墨烯的織構，使石墨烯表面可以完全被電解質溶液所浸潤，是目前的重要課題。

石墨烯作為sp2雜化材料的基元材料，可以通過表面改性、復合，構築「納米建築」等手段對其進行二次結構的構建，通過優化結構，獲得高儲電容量的材料。在分子篩微孔孔隙中可以制備獲得單層石墨烯片層扭曲形成的單壁多孔炭，經過熱處理可以獲得非常好的大功率特性。蘇州華誠電子石墨烯。

總之，石墨烯材料具有優異的儲能性質，也表現出良好的應用前景。目前石墨烯的研究尚待深入，經過系統研發，解決其中科學問題和工藝問題後，有望成為市場潛力巨大的電極材料。

❿ 石墨烯具有的物理性質有幾種

石墨烯是一種二維晶體，人們常見的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。石墨烯的最新發現是人們在防腐蝕方面最有效的方法。
常用的聚合物塗層很容易被刮傷，降低了保護性能，而石墨烯來做保護膜，顯著延緩了金屬的腐蝕速度，更加堅固抗損傷。
石墨烯不僅是電子產業的新星，應用於傳統工業的前途也不可限量。
其應用方向：海洋防腐、金屬防腐、重防腐等領域。
石墨烯具有良好的導熱、導電性能。然而利用石墨烯其研製生產的柔性石墨烯散熱薄膜能幫助現有筆記本電腦、智能手機、LED顯示屏等，石墨烯能有助於大大提升散熱性能。