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石墨烯的作用

graphene 2021-06-23 09:49 166
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石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构,石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯??,石墨烯在很多方面具有良好的特性,目前被广泛应用于一些高科技领域。

首先,石墨烯具有良好的力学特性,是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸会异常坚固强韧。

其次,石墨烯具有良好的电子效应,在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s)这一数值超过了硅材料的10倍,是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟((InSb)的两倍以上,而且石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小。

第三,石墨烯具有良好的热性能,具有非常好的热传导性能,纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300瓦/立方米高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)此外,石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。

第四,石墨烯具有良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的,大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性,且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化,如果施加磁场,石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。

最后,石墨烯??在非极性溶剂中表现出良好的溶解性,具有超疏水性和超亲油性??,而且可以吸附和脱附各种分子和原子;目前随着??批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池等

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