奇迹投机了解热石墨烯到底是什么

奇迹投机了解热石墨烯到底是什么


花在世界各地，为了科学，这一说法是非常正确的。花、一滴水，甚至一粒灰尘的奥秘并不比我们所看到的世界简单得多。如果我们更进一步，在花中，科学家可以看到整个有机物质的世界和生命的基础——碳和碳。

空气中的碳是二氧化碳；水中的碳是碳酸盐；石灰石中的碳是碳酸盐；花中的碳是氨基酸、DNA、糖、淀粉、纤维素……它是宇宙中最丰富的元素之一，也是地球上有机和生物的化学基础。碳是神奇的。当与不同的化学元素结合时，它有无数的化身，创造了整个世界。

然而，碳是可以接近的。古画字画中的松烟和墨水；冬天取暖用的煤和木炭；去除异味和净化空气的活性炭；甚至美女脖子上的钻石和儿童手上的铅笔芯都是碳！如果我们说一朵花中的各种碳都是碳化合物和聚合物，以及碳的规律，那么这些常见的碳都是简单的碳，也称为碳同位素，就像碳的孩子一样。由于碳的排列不同，这些碳族的兄弟和亲戚在外观和气质上都有很大的差别。碳原子或它们建造房屋的方式（结构）。

煤、炭等，碳原子排列紊乱，称为无定形碳，而钻石（钻石）和石墨则是碳的结晶，碳原子排列整齐。他们属于在操场上穿着整齐、统一的孩子，深受老师的喜爱。

但是这些好娃娃有很好的个性，比如石墨，是一个由碳原子结合形成平面结构的六边形，层层叠加在一起，由于分子间作用力很弱（范德华力），所以很容易在两层之间平行滑动，这就是为什么石墨可以被用作铅笔芯，写SMO的原因。金刚石或金刚石是由碳原子四面体键合而成的三维致密网络结构。它属于立方晶系，密度远高于石墨，因此石墨是最软的材料之一，而金刚石是最硬的天然材料。在工业上可用于切割、钻孔和研磨。

如果我们进一步深入到纳米世界，到了电子显微镜所能看到的范围的尽头，我们的碳兄弟会更加迷你可爱，更加迷人。在这里，我们好奇的目光是富勒烯（足球烯烃），如小足球，碳纳米管如丝线和石墨烯般薄的翅膀。特别是在发现了GR之后。阿芬，所谓的简单之道，这些碳兄弟可以建立在石墨烯的基础上。石墨烯卷曲成管状，即碳纳米管；石墨烯被适当地切割并球化成富勒烯；如果石墨烯被层层堆积，石墨烯就是石墨。

石墨烯是由单层碳原子组成的一种二维晶体，单层碳原子的厚度就是一个碳原子的厚度。一个直径只有0.335纳米的碳原子。你知道，一纳米是一米的十亿分之一，相当于人类头发直径的千分之一。石墨的ER含有300多万层石墨烯！什么比石墨烯的厚度还要薄

在这个尺度上，石墨烯不再像它在宏观世界中的兄弟石墨那样柔软光滑，它对可见光的吸收只有2.3%，这是完全透明的，它像什么都没有一样轻。如果石墨烯能制成1平方米的网，那么网的质量就不到1毫克。但它的硬度足以在1毫克内携带一公斤猫。它的密度如此之大，即使是最小的气体分子氦也无法穿透。与最好的钢相比，它的强度高出200倍以上。它还可以自由伸展，并且可以在一个小时内保持稳定。作为自身尺寸的20%延伸率，其导电率高于已知的最低电阻率银，其导热率约为室温下铜的10倍。

如此神奇的素材，像一个睡美人，在我们身边睡了几千年，直到2004年才显露出它的真面目，并为人们所熟知，然而她的发现却让人们发笑。其实是撕胶带：石墨片在普通的3M胶带上一层一层地反复黏着剥开，最后得到石墨烯，在电子显微镜下可以看到香味，同样的，你甚至可以从铅笔芯中得到石墨烯的碎片。在纸上的浅铅笔印中，实际上是一层石墨烯的堆积，石墨烯的发现确实震惊了学术界，比如窥视汉代女性的妆，看到一种真正神秘而不可预知的美，以前，大多数物理学家认为，没有一种完美的二维晶体能够稳定地存在于非绝对零度（绝对零度-273.15度）。然而，作为单层石墨烯的二维晶体形式，它是在室温实验中制备的！

由于2004年成功分离并证明了石墨烯的稳定性，以及发现了它的量子霍尔效应（见下文），曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃塞洛夫于2010年获得了诺贝尔物理学奖。

量子霍尔效应是指抑制电子随机运行，使其服从排队，限制一侧的流动，从而避免了电流传输中的能量损失现象，这意味着如果在主机中使用石墨烯，它可以使主机达到ipad的大小，使主机的容量达到t。他iPad几吨甚至几十吨，因此，仿佛一扇新的门被打开了，人们可以看到一个光彩夺目的未来世界。在接下来的几年里，石墨烯的基础和应用研究呈指数级增长。作为一种新型的纳米碳材料，她的魔力吸引了人们的注意，同时也刺激了人们的注意力。D人们无限的想象力和创造力。即使在2015年，华为也对英国进行了国事访问，并对曼彻斯特大学石墨烯研究所进行了特别访问。随后，华为与研究所就石墨烯项目签署了合作协议。

人们对石墨烯充满了期待。除了它在制造超微型晶体管和超级计算机方面的潜在应用之外，它的运行速度比目前使用的硅基芯片快数百倍，而且具有超容量。基于石墨烯的各种特性，它也有望用于电子产品中，以制造柔韧灵活的透明触摸屏或耐磨设备。

石墨烯作为功能添加剂，可用于超级电容器、锂电池、航空航天、电动汽车等领域，以满足快速充电和长续航能力的要求，可用于复合材料和防腐涂料中，以获得更好的强度、韧性和防腐性能，也可用于能源领域。火炬、发光板、太阳能板等。

在环保、节能、通讯、医药等领域，人们充满了想象和期待，如果能够实现石墨烯的大规模生产和应用，石墨烯必将在许多方面改变我们的生活。

然而，石墨烯的未来是光明的，道路是曲折的，在大规模生产和应用中，石墨烯面临着现实困难。

一方面，石墨烯的生产，从工业化的角度来看，要获得可用于实际应用的石墨烯，撕裂胶带显然是一个白痴，目前已开发出不同的石墨烯生产方法，如化学气相沉积法（CDV）、化学氧化还原法（GO /RGO）、液体ph但是，这些方法在石墨烯产品的规模、生产成本、工艺要求、收率、纯度和结构完整性等方面都不完善，理论上石墨烯的奇异性是基于其在纳米尺度上完美的二维晶体形态。边缘或内部结构点的任何缺陷和层厚的叠加都会大大降低其应用性能，甚至没有应用价值。

另一方面，它是石墨烯的应用，主要是指如何将其加入到各种配方中，以实现在基体材料中稳定均匀的分散，对于纳米材料，即使在3到10层之间有几层石墨烯，其超大比表面积（单位质量物体的表面积）也相当于本质上是超高能系统。纳米颗粒之间的相互作用使浓度为3%-5%的石墨烯浆料冻结后凝固，无论是在基体树脂中加入石墨烯粉末还是浆料，如何均匀分散，避免因团聚而使石墨烯重叠到石墨状态，以及如何在生产中保持批次稳定性，都是瓶颈。

目前，我国已有100吨、500吨甚至1000吨的石墨烯粉末或泥浆生产线，但据估计，大部分仍属于较低档次、较便宜的氧化石墨烯纳米颗粒或少量的石墨烯层，主要用作重防腐层的添加剂。是锂电池、动力电池等的导电剂，近两年来，高纯石墨烯（薄膜）的大规模生产信息也陆续发布。然而，随着这种石墨烯产品的不断发展，人们仍然需要冷静、耐心地等待。

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