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比钻石还硬的材料----石墨烯
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一、石墨烯概念
二、发展简史
三、石墨烯特性
四、制备方法
五、应用前景
六、石墨烯材料的诞生获得2010年诺贝尔物理学奖
七、国内生产状况
八、石墨烯实例
目录
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一、石墨烯概念:
石墨烯具有诸多超乎人类想象的优越特性。
第一:石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100纳米),那么它将能承受大约两吨重物品的压力,而不至于断裂;
第二: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。
石墨烯市场售价大约5000元/克,比黄金贵15倍,广泛用于军事、电子工业领域。石墨烯在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由于其高传导性、高比表面积,可适用于作为电极材料助剂。
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石墨烯的来源。常见的天然石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成较薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,形成的一个碳原子厚度的单层就是石墨烯,是碳的二维结构,,把20万片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。英国曼彻斯特大学的两位科学家科斯提亚•诺沃谢夫和安德烈•盖姆因为首先发现石墨烯获得2010年度的诺贝尔物理学奖。 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性,使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。
石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。
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一、石墨烯材料的简介
1、定义
石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,,仅为头发的20万分之一,是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。
石墨烯的理论比表面积高达2600m2Pg,具有突出的导热性能(3000W·m-1·K-1)和力学性能(1060GPa),以及室温下较高的电子迁移率(15000cm2·V-1·s-1)。此外,它的特殊结构,使其具有半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质,因而备受关注。
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