石墨烯材料特性_石墨烯应用领域范围

摘要:        近几年来石墨烯疯狂成长，成为一个热门产业。据估计，2020年我国石墨烯薄膜市场规模或达140亿。石墨烯究竟是什么? 石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包...

近几年来石墨烯疯狂成长，成为一个热门产业。据估计，2020年我国石墨烯薄膜市场规模或达140亿。石墨烯究竟是什么?

石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ;化学方法是化学还原法与化学解离法。

最普通的是微机械分离法，直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯，并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片，其尺寸不易控制，无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。

石墨烯的性能与特性

电学性能：石墨烯的导电性可通过化学改性的方法进行控制，并可同时获得各种基于石墨烯的衍生物衍生物。

力学性能：石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构。石墨烯的强度极限为42N/m2。

热学性能：石墨烯的室温热导率约为5300W/m·K，石墨烯的理论比表面积可达2630m2/g。

石墨烯的发展历程

石墨烯是2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KostyaNovoselov)发现的，他们使用一种被称为为机械微应力技术(micromechanicalcleavage)的简单方法。

中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格低廉。另外，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题，制造成本已从5000元/克降至3元/克，解决了这种材料的量产难题。

石墨烯的应用

石墨烯可以应用于电路板、电池、柔性屏幕、薄膜制品、汽车车身、球拍、服装、枕头等领域。

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