簡述石墨烯PPT

1、石墨烯化學(xué)一班謝媛媛201410900011石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成石墨烯是由碳六元環(huán)組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結(jié)構(gòu), 它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbon nan

2、o-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元為有機材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán), 是目前最理想的二維納米材料.。理想的石墨烯結(jié)構(gòu)是平面六邊形點陣，可以看作是一層被剝離的石墨分子，每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個p軌道上的電子形成大鍵，電子可以自由移動，賦予石墨烯良好的導(dǎo)電性。二維石墨烯結(jié)構(gòu)可以看是形成所有sp2雜化碳質(zhì)材料的基本組成單元。性質(zhì)性質(zhì)電子運輸電子運輸 石墨烯表現(xiàn)出了異常的整數(shù)量子霍爾行為。其霍爾電導(dǎo) 為量子電導(dǎo)的奇數(shù)倍，且可以在室溫下觀測到。這個行為已被科學(xué)家解釋為“電子在石墨烯里遵守相對

3、論量子力學(xué)，沒有靜質(zhì)量”。導(dǎo)電性導(dǎo)電性 石墨烯最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地，應(yīng)稱為“載荷子”的性質(zhì)和相對論性的中微子非常相似。 機械特性機械特性 在石墨烯樣品微粒開始碎裂前，它們每100納米距離上可承受的最大壓力居然達到了大約2.9微牛。據(jù)科學(xué)家測算，這一結(jié)果相當于要施加55牛頓的壓力才能使1微米長的石墨烯斷裂。電子相互作用電子相互作用 利用世界上最強大的人造輻射源，美國加州大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和勞倫斯伯克利國家實驗室的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了石墨烯特性新秘密：石墨烯中電子間以及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強烈的

4、相互作用。用途用途代替硅生產(chǎn)超級計算器石墨烯電池石墨烯涂料夜視隱形眼鏡代替硅生產(chǎn)超級計算器代替硅生產(chǎn)超級計算器科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，石墨烯還是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合于高頻電路。高頻電路是現(xiàn)代電子工業(yè)的領(lǐng)頭羊，一些電子設(shè)備，例如手機，由于工程師們正在設(shè)法將越來越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，于是，高頻的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出現(xiàn)，高頻提升的發(fā)展前景似乎變得無限廣闊了。 這使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產(chǎn)未來的超級計算機。石墨烯電池石墨烯電池讓生產(chǎn)廠家放

5、棄生產(chǎn)電動交通工具的主要原因就是電池電量的問題。該行業(yè)要求增加電池的效力和持續(xù)時間，以減少充電時間。這個令人頭痛的問題馬上就能得到解決。西班牙Graphenano公司（一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司）同西班牙科爾多瓦大學(xué)合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池。一個鋰電池（以最先進的為準）的比能量數(shù)值為180wh/kg,而一個石墨烯電池的比能量則超過600 wh/kg。也就是說，它的儲電量是目前市場上最好的產(chǎn)品的三倍。這種電池的壽命也很長，它的使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，是鋰電池的兩倍。用它來提供電力的電動車最多能行駛1000千米。而將它充滿電只需要不到八分鐘的時間。石墨烯涂料石墨烯涂料濟南墨希與

6、西班牙研發(fā)中心共同研發(fā)出全球首例石墨烯礦物涂料Graphenstone格芬石墨烯礦物涂料，格芬石墨烯礦物涂料中添加的石墨烯納米纖維會在涂料中形成納米網(wǎng)狀架構(gòu)，賦予其天然成分所不具備的堅實性和牢固的骨架，涂料的附著力更加牢固，更具有超耐久性，使得涂料耐擦洗，抗裂紋；同時對損壞砂漿的大氣侵蝕因素形成一道不可逾越的屏障，在極端條件下，依然可以發(fā)揮其優(yōu)良的性能，不會產(chǎn)生龜裂；由于石墨烯為優(yōu)良熱導(dǎo)體，散射99%紅外線和85%的紫外線，可以達成節(jié)能降耗、保溫隔熱的功能。夜視隱形眼鏡夜視隱形眼鏡據(jù)英國每日郵報報道，研究人員最新研制一種智能隱形眼鏡，使佩戴者具有“紅外夜視”能力。研究小組稱，在鏡片之間夾入石墨烯，能夠建造一種具有捕捉可見光和紅外線能力的傳感器?，F(xiàn)已建造一個比手指甲更小的原型，專家稱未來將這種智能隱形眼鏡應(yīng)用于士兵，以及需要黑暗中