石墨烯是什麽?
世界上有很多奇跡,甚至有很多東西是我們壹輩子都看不到的。其中石墨烯是我們很難接觸到的物質,很多人不知道它是什麽。我帶妳去了解壹下吧!
01石墨烯具有優異的光學、電學和力學性能,在材料科學、微納加工、能源、生物醫學和藥物輸送等領域具有重要的應用前景,被認為是未來的革命性材料。
英國曼徹斯特大學的物理學家康斯坦丁·諾沃肖洛夫和安德烈·海姆成功地將石墨烯從石墨中分離出來,他們共同獲得了2010諾貝爾物理學獎。石墨烯粉末生產的常用方法有機械剝離法、氧化還原法和SiC外延生長法,薄膜生產的方法有化學氣相沈積法(CVD)。
石墨烯是已知強度最高的材料之壹,同時還具有良好的韌性,可以彎曲。石墨烯的理論楊氏模量為1.0 kpa,固有拉伸強度為1.30 GPA。氫等離子體改性的還原石墨烯也有非常好的強度,平均模量可以達到0.25TPa,而石墨烯片組成的石墨紙有很多孔洞,所以石墨紙非常脆弱。而氧化得到的功能化石墨烯,再用功能化石墨烯制成的石墨烯,會極其堅固堅韌。
石墨烯具有非常好的導熱性。純無缺陷單層石墨烯的熱導率高達5300W/mK,是迄今為止碳材料的最高熱導率,高於單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。作為載體使用時,導熱系數也可以達到600 W/MK,另外石墨烯的彈道導熱系數可以降低碳納米管單位周長和長度的彈道導熱系數下限。
石墨烯的化學性質類似於石墨。石墨烯可以吸附和解吸各種原子和分子。當這些原子或分子作為施主或受主時,可以改變石墨烯載流子的濃度,而石墨烯本身可以保持良好的導電性。而吸附H+和OH-等其他物質時,會產生壹些衍生物,使石墨烯的導電性變差,但不會產生新的化合物。所以可以用石墨來推斷石墨烯的性質。比如石墨烷烴的形成是基於二維石墨烯,每個碳原子多加壹個氫原子,使石墨烯中的sp2碳原子變成sp3雜化。石墨烯的可溶性碎片可以在實驗室中通過化學修飾石墨來制備。