石墨烯物理属性有哪些

❶ 什么是石墨烯是超级材料它有什么物理特性

曼彻斯特大学的两位科学家进行了一个看似简单的实验，结果可能会改变世界。在实验室，研究人员安德烈·海姆（AndreGeim）和康斯坦丁·诺沃塞洛夫（KonstantinNovoselov）玩弄着石墨，这是制作铅笔芯的材料。石墨由彼此堆叠的超薄纯碳片制成。吉姆（Geim）和诺沃塞洛夫（Novoselov）想看看他们是否可以分离出单片石墨，即只有一个原子厚的薄碳层。

❷ 石墨烯具有哪些优质性能

石墨烯具有的优质性能
1.导电性
石墨烯新颖的电子性质在于它可以维持巨大的电流。石墨烯中的π键使石墨烯具有电子传导性，并使石墨烯层之间产生较弱的相互作用。石墨烯中的载流子可用狄拉克方程而不用薛定谔方程来描述。由于蜂窝晶体中有两个等价的碳亚晶格，锥状的价带和导带相交于费米能级处布里渊区的K和K0点。这些无质量的狄拉克费米子显示出许多优越的特性。石墨烯是零带隙的二维半导体材料，它清晰地显示出双极电场效应、准粒子，和较长的平均自由程（微米量级的）。
此外，二维中狄拉克能量色散意味着石墨烯是一种零带隙的半导体材料，当接近费米能级处时其态密度成线性消失。石墨烯传导时其电子或空穴浓度高达10E13cm-2。它显示出杰出的载流子迁移率约为200,000cm2╱V.s。如此高的迁移率是因为完美的石墨烯蜂窝状晶格使电子能够十分顺利地通过，能够控制其带隙。就像半导体一样，人们可以控制和调节电子运动以产生预期的结果。换言之，除非能够提供能量来加强电子穿越间隙，即在价带和导带之间的间隙，否则石墨烯不可用以传导。
2.导热性
石墨烯的近室温导热系数在（4.84±0.44）×10E3和（5.30±0.48）×10E3W╱m.K之间（Balandinetal.,2008）。化学气相沉积制备的石墨烯显示出较低值（≈2500W╱mK）（Caietal.,2010）。
它被认为具有一定的结构类型，即AA或AB型；石墨烯的层数也对其热导率产生影响。由于石墨烯的高热导性（由于其强烈的CAC共价键和声子散射，无缺陷的纯石墨烯单层在室温下导热性可高达5000W╱mK(Ballandinetal.,2008），它被认为是电子设备中重要的组成部分。
在室温下，单层纯石墨烯的热导率比先前研究的其他碳的同素异形体的热导率高很多，例如，碳纳米管（多壁碳纳米管为3000W╱mK(Kimetal.,2001)，单壁碳纳米管为3500W╱mK(Popetal.,2005)。导热率会受一些因素的影响，如缺陷，边缘散射（Nikaetal.,2009）和同位素掺杂（Jiangetal.,2010）。
一般而言，所有这些因素都会对导电率产生不利影响，这是因为掺杂导致缺陷和声子模式局部化从而产生了声子散射。
3.比表面积
石墨烯成六角苯环结构，边长0.142纳米，面积为0.052nm2。所以面密度为0.77mg╱m2时，取得比表面积为2630m2╱g。
4.弹性模量
依据Voigt石墨本构方程式：
式中，下标1和2为石墨烯面内的两个主方向，而3为其法向。实验测量得到值为C11=1060Gpa、C12=36.5Gpa、C44=4Gpa、C12=180Gpa及C13=15Gpa。由此矩阵中还可以看出，由于碳原子之间SP2键极强，石墨面内的弹性模量高达1Tpa。
由于高各向异性程度的原因是石墨烯之间的弱相互作用，这通常被认为是范德华力相互作用或π电子间的耦合作用，实验测出石墨烯层间的剪切模量为4Gpa，剪切强度为0.08Mpa，明显小于碳原子间的机械性能。
石墨烯被氧化后的物理性质有显着的改变。可以看出首先是环氧基中的C-O-C键角发生弯曲，而氧原子向石墨面内方向运动，由此得到氧化石墨烯其杨氏模量为610Gpa，较石墨烯的1060Gpa还低。
5.透光性
石墨烯是透明的，单层石墨烯吸收2.3%πα≈2.3%的白光（97.7%透光率），α为精细结构常数，其值约为~1/37。堆叠顺序和方向影响着石墨烯的光学特性；因此，双层石墨烯展现出新颖有趣的光学特性。
6.化学稳定性及反应性
石墨烯的化学稳定性高是由于蜂窝网状结构中强大的面内sp2杂化键的存在。石墨烯的化学惰性可应用于防止金属和金属合金的氧化。陈等（Chenetal.,2011）用化学气相沉积技术将石墨烯镀在铜和铜╱镍上，首次演示了石墨烯的抗氧化性能。石墨烯具有的化学稳定性和惰性使它有望提高潜在的光电子器件的耐久性（Blakeetal.,2008）。
7.阻隔性
石墨烯片具有高度灵活性。它们可以像气球一样被拉伸，甚至在几种大气的立压差下也无碍。即使是像氦这样的小原子也无法渗透它。有些文献会使用氧化石墨烯来阻隔膜，我现在才发现是因为石墨烯分散性较差而不得不做的取舍，毕竟石墨烯成膜性高，再者，氧化石墨烯是亲水性会吸水，而石墨烯为疏水性，阻水性更佳

❸ 石墨烯主要有哪些性质呢

热性能石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。[5]此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。力学特性石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

❹ 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。

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。

❺ 石墨烯是什么材料

石墨烯是目前世界上最薄、最硬、导电、导热性能最强的材料，被誉为“新材料之王”，甚至被材料界称为“黑金”。在基础研究、传感器、半导体、柔性显示屏、新能源电池等领域，有着巨大的潜力。

但是，石墨烯“新材料之王”的宝座还没坐稳，另一种更具潜力的纳米材料横空出世，它就是硼烯。硼烯和石墨烯都属于二维材料，但比石墨烯更强、更轻、更柔韧，也更容易发生化学反应。


除了是电和热的良导体，甚至还能实现超导。因此，有着更加广阔的前景。


由于硼烯是目前已经最轻的二维材料，并且，其表面活性很高，极易发生化学反应，更适合在电池里存储金属离子。因此，硼烯是理想的电极材料。其次，氢离子更容易粘附在硼烯的二维结构表面。


由于硼烯有着巨大的表面积，可以存储自身重量15%以上的氢，因此，其在存储氢燃料时有着天然的优势。同时，硼烯也是制造超级电容绝佳的材料，因为其有着极高的能量密度。所以，硼烯制成的超级电容有着极高的循环稳定性。


再者，硼烯可以把氢气分解成氢离子，把水分解成氢气和氧气以及还原二氧化碳，因此，它也是一种最重要的催化剂。


最后，由于硼烯能和很多物质发生化学反应，因此，它也可用于制作乙醇、甲醛和氰化氢的传感器。


虽然石墨烯和硼烯作为极具潜力的二维材料，有着颠覆众多领域的潜质。但在实际应用中仍然面临不小的挑战。在上述领域中，能够作出突破也绝非一朝一夕之功。但只要朝着这个方向不断努力，相信二维材料一定会在人类社会发展中大放异彩。对此，你有什么看法呢？

❻ 石墨烯是什么物理结构

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！

❼ 石墨烯奇异物理性质有哪些

石墨烯目前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*高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

❽ “奇迹材料”的石墨烯，有哪些特性

石墨烯是已知世界上最薄、最硬的纳米材料，几乎完全透明的是电阻率极低，电子迁移速度非常快，因此被期待着更薄、导电速度更快的下一代电子元件和晶体管的发展。 石墨烯本质上是透明且良好的导体，因此也适合于透明触摸屏、光板乃至太阳能电池的制造。石墨烯作为新材质受到关注。 实际上，石墨烯是碳的一种，具有超高强度、薄型、扩展性的特性，可以改变数码产品的外观、手感、使用形态。

为了其显着的特性，可以考虑在各种应用中使用石墨烯。 例如，石墨烯非常强大，所以希望能增强塑料，同时具有导电性。 因为透明且具有导电性，所以可应用于手机画面、触摸面板、电视画面等。 为了超越硅技术，使集成电路更密集、高速化，人们也可以考虑使用它。

❾ 石墨烯的物理特性和应用分析

具有较大的比表面积，良好的导电性和导热特性，是很有潜力的储能材料。石墨烯作为新型储能材料，其优势有以下几点：

石墨烯具有良好的导电性和开放的表面，赋予其很好的储能功率特性。其宏观结构由微米级、导电性好的石墨烯片层搭接而形成，形成开放的大孔径体系，这样的结构为电解质离子的进入提供了势垒极低的通道，保证这种材料良好的功率特性。

石墨原料储量丰富、便宜，化学法制备的石墨烯成本较低。在对其工艺进行优化、放大之后，化学法制备的功能化石墨烯材料有望成为很有竞争力的储能材料。

石墨烯性状特征和活性炭、石墨材料相近，如果作为电极材料，可以与现有的超级电容器和锂离子电池的工艺路线兼容。石墨烯材料具有导电和导热特性，且可以形成厚度可调控的石墨烯膜，可以构建非常好的薄膜电池和储能器件。

石墨烯具有较大的理论比表面积，大的比表面积决定了其具有较高的能量密度。目前石墨烯材料的比表面积（200～1200 m2 /g） 与理论预测值还有较大的差距，如何调控石墨烯的织构，使石墨烯表面可以完全被电解质溶液所浸润，是目前的重要课题。

石墨烯作为sp2杂化材料的基元材料，可以通过表面改性、复合，构筑“纳米建筑”等手段对其进行二次结构的构建，通过优化结构，获得高储电容量的材料。在分子筛微孔孔隙中可以制备获得单层石墨烯片层扭曲形成的单壁多孔炭，经过热处理可以获得非常好的大功率特性。苏州华诚电子石墨烯。

总之，石墨烯材料具有优异的储能性质，也表现出良好的应用前景。目前石墨烯的研究尚待深入，经过系统研发，解决其中科学问题和工艺问题后，有望成为市场潜力巨大的电极材料。

❿ 石墨烯具有的物理性质有几种

石墨烯是一种二维晶体，人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法。
常用的聚合物涂层很容易被刮伤，降低了保护性能，而石墨烯来做保护膜，显着延缓了金属的腐蚀速度，更加坚固抗损伤。
石墨烯不仅是电子产业的新星，应用于传统工业的前途也不可限量。
其应用方向：海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。
石墨烯具有良好的导热、导电性能。然而利用石墨烯其研制生产的柔性石墨烯散热薄膜能帮助现有笔记本电脑、智能手机、LED显示屏等，石墨烯能有助于大大提升散热性能。