⑴ 石墨烯是一种什么物质
石墨烯是一种以sp_杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。
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。石墨烯的优点:
石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热等特性。它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。石墨烯的用途:
1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料,这种特性尤其适合于高频电路,石墨烯将是硅的替代品,可用来生产未来的超级计算机,使电脑运行速度更快、能耗降低。
2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来,那时卫星就成了有线的风筝,科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料,这就是石墨烯。
⑵ 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 ,主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性。 化学性质上石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。 当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。 石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但是已成为学者研究的热点。 随着石墨烯的制备方法不断被开发,石墨烯必将在不久的将来被更广泛的应用到各领域中。
⑶ 还原氧化石墨烯与石墨烯是一种物质吗有什么区别
严格来说,两者不是一种物质,是指石墨烯表面被一些强氧化剂给氧化了,再被还原,使得石墨烯表面带有羟基,羧基等官能团,与石墨烯分子结构已经不相同了。
两者的区别:
1、结构不同:还原氧化石墨烯表面有大量的官能团,如羧基、羟基、环氧基,这使得他容易与有机物结合反应;石墨烯的性质和原始石墨的性质相似,没有官能团,这使得石墨烯分子结构很稳定。
2、性质不同:石墨烯是目前发现的硬度最大的物质,有极好的导电和力学性能,还原氧化石墨烯力学,导电导热等等相比石墨烯都有明显下降。
(3)石墨烯有多少年历史扩展阅读:
石墨烯的研究历史:
实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是一层甚至几层石墨烯。
2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年,安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。
在发现石墨烯以前,大多数物理学家认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以,它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。
2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
2018年6月27日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布新制订的团体标准《含有石墨烯材料的产品命名指南》。这项标准规定了石墨烯材料相关新产品的命名方法。
⑷ 石墨稀的发展简史
石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。 因此,两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜,人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中,电子能够极为高效地迁移,而传统的半导体和导体,例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞,传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量,目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了70%-80%的电能,石墨烯则不同,它的电子能量不会被损耗,这使它具有了非同寻常的优良特性。
⑸ 石墨烯是那国发明
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组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。
中国科学家发明石墨烯快速制备方法
浙江大学高分子系的高超教授课题组找到一条适用于大规模制备的“绿色路线”,使单层石墨烯一小时成形,效率提高十倍以上。
⑹ 石墨烯诞生至今十几年了,到底什么时候石墨烯应用才能普及开来
石墨烯电池与普通电池相比,不仅充电时间短、待机时间长,而且抗低温性能优异,堪称划时代的创造。
速途研究院发布的《2017年新能源电池行业分析报告》中提到,石墨烯电池被誉为一种具有划时代意义的电池,其工作温度范围约在-40~120℃,可以说完全不受天气温度的影响。
另外,考虑到产业更新的巨大成本,让石墨烯电池完全取代现有的锂电池等设备还需谨慎。
⑺ 石墨烯命名于哪一年
1947年, 提出石墨烯的概念, 理论探讨(电子结构和线性频散关系): P. R. Wallace, The band theory of graphite, Phys. Rev. 71, 622-634, 1947)
⑻ 什么是石墨烯
石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年问世,发现石墨烯的英国曼彻斯特大学诺沃肖洛夫教授凭着这一重大发现而于2010年获得诺贝尔物理学奖!
石墨烯被誉为“黑金”“新材料之王”,根据已知的信息,石墨烯的厚度是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍,是世界上已知的最轻最薄、最强的材料。科学家预言,石墨烯将“改变21世纪”。
甚至石墨烯技术极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。一旦石墨烯技术能应用到商业中,将取代煤炭与石油天然气,以及硅,成为提供人类生活所需大多数发电能源的来源!这无疑将彻底颠覆当前的大量产业!
这标志着不久的将来,所有依靠生产石油赚取收入的国家将面临经济大灾难,石油将无人问津,油价将跌落谷底,中东许多产油国将有可能排队破产!