石墨烯被广泛认为是材料科学世界中最令人兴奋的材料之一。亚博网站下载亚博老虎机网登录Graphene在21世纪的相对名声跃起来，具有许多高调的实验和发现。特别是，曼彻斯特大学的Andre Geim和Kostya Noveselov教授被授予物理学贵族奖，以便将其接地研究进入这种迷人的二维材料。从那时起，石墨烯已与各种技术和潜在应用相关联。但是，它是什么？
简单地，石墨烯是碳（如金刚石）的同类型，但布置在非常薄的（一个原子厚的）平面的粘合的碳原子片中密集包装在蜂窝晶格结构中。
思考石墨烯的一个好方法是用标准的铅笔在纸上画一条线。大多数铅笔都是用石墨做芯的，几乎我们每个人都用铅笔在纸上画过线。因此，我们都经历过并在纸上“制造”了一层极薄的石墨——一层单原子厚的石墨片实际上就是石墨烯。
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石墨烯：铅笔中的意外科学。亚博老虎机网登录视频学分：曼彻斯特大学，运行时间1:47分钟
什么时候被发现？
Scientists have known about the distinct layers that make up Graphite (Graphene) since the invention of X-ray Crystallography but the first reference to the name ‘Graphene’ is said to have been made by S. Mouras et al in 1987 to describe the graphite layers forming Graphite Intercallation Compounds or GIC’s. Previously, Graphene may have been described as graphite layers, carbon layers or carbon sheets. However, these terms would imply that the material was 3D and this is now recognised as not being the case for Graphene which is the only 2D Crystal known to man.
最初认为石墨烯在自由州“不稳定”，但曾经第一次在2003年在曼彻斯特大学的Andre Geim和Kostya Noveselov第二次隔离，证明是相反的。
石墨烯的特殊之处是什么?
首先，我们必须了解同素异形体是什么;不同结构形式的相同元素具有独特的材料特性、物理性能和化学行为。例如，钻石和石墨烯完全由相同的元素(碳)构成，但原子的排列方式不同，形成了完全不同的材料。
由于石墨烯是碳原子紧密排列在蜂巢晶格(只有一个碳原子厚度)中的孤立原子面，它被认为是石墨的二维“积木”。因此，石墨，在其最简单的形式可以描述为许多层石墨烯排列在彼此之上，形成一个三维结构。
石墨烯由于多种原因而特别特别，但其臭名昭着的原因是人类已知的最薄的材料，但它也是最强大的材料。作为热量的导体，它优于所有已知的材料，同时能够有效地（如果不是更有效地）作为铜的电力。亚博网站下载
石墨烯也几乎是透明的，但仍然非常密集：甚至最小的原子也不能通过其密集包装的蜂窝结构。
介绍石墨烯的独特属性
介绍石墨烯.
视频资料:曼彻斯特大学。运行时间:2:48mins
石墨烯的关键材料特性
石墨烯可能只有一个碳原子的厚度，但它具有一些极其令人兴奋的机械、光学、热学、化学和电子特性:
- 石墨烯的原子结构为:sp2- 合并碳原子
- 碳 - 碳键长度为0.142纳米（NM）
- 人类已知最薄的材料 - 0.33nm（人发的厚度为1米）
- 已知最轻的材料
- 非常强大（比钻石更硬，比钢难以达到300x）
- 高拉伸强度（> 1TPA）
- 密度极高
- 高导热系数（> 5000W / k）
- 高效电导率-比铜更有效
- 没有带隙 - 吸收光子T任何能量频率
- 无质量载流子-量子霍尔效应- 1圣在室温下表现出这种特性的材料
- 光学透明度
- 弹性/拉伸（U到原始长度的20％ - 对于材料的独特而言
- 高表面积与质量比
- 高光吸收 - 2.3％
石墨烯应用程序
自2003年首次以“自由形式”分离并被证明是稳定的石墨烯以来，石墨烯已在材料科学和更广泛的工业领域获得了许多令人着迷和激动人心的应用。亚博老虎机网登录包括但不限于:
- 石墨烯传感器-极快的单分子传感器细胞
- 半导体
- 触摸屏
- LCD（液晶显示器）
- 有机光伏电池
- 有机发光二极管（OLED）
- 集成电路
- 弹道晶体管
- 超级电容
- 单层纳米二极管
- 灵活的电子产品
- 闪蒸
然而，通过现有的制造工艺，石墨烯对批量生产极具挑战，这可能被证明是其商业用途的限制因素。因此，对于我们在此突出的许多应用中，所需石墨烯片的尺寸目前是在经济上产生的不可行。大部分目前的石墨烯研究专注于“生长”碳酸碳晶体，足以用于商业用途，但这种方法本身就具有商业缺口。
石墨烯的未来......
Graphene的未来是非常多样化的，但有些原则，下面列出了高级的未来应用程序：
- 快速DNA测序
- 灵活的触摸屏
- 液晶智能窗户的
- 太赫兹电子产品
- 石墨烯等离子体-极快的光电探测器/光电池
- 单分子传感器
- 超快脉冲激光器
- 电化学能量转换与储存
However, Graphene research does not end here, the world of materials science is particularly focused on two ‘siblings’ of Graphene (which share a similar structure): Carbon Nano-tubes and fullerenes (often referred to as bucky-balls), regarded as 1-dimensional and 0-dimensional respectively. Although still at a very experimental stage, these materials may well revolutionise Electronics and Industrial Lubricants.
参考