1、石墨烯是什么?
"石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
又被称为‘黑金’、‘黑材料之王’、‘彻底改变21世纪的黑科技’。"
2、石墨烯有什么用途?
因为具有优异的光学、电学、力学等特性,被科学家们研究发现,石墨烯在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
3、石墨烯如何被制备出来的?
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。 2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
4、石墨烯在生活中常见吗?
实际上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。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
5、石墨烯最早是被谁发现的?
2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。
6、石墨烯最早是怎么被剥离出来的?
从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
7、石墨烯具有什么样的物理特性?
力学特性、电子效应、热性能、光学特性、溶解性、熔点、其他。
8、石墨烯的力学特性如何?
石墨烯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,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可大0.25TPa。 由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。
9、石墨烯的热性能如何?
石墨烯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5300W/mK,是目前为止导热系数最高的碳材料,高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时,导热系数也可达600W/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。
10、石墨烯具有什么样的化学特性?
化合物、生物相容性、氧化性、还原性、加成反应、稳定性等
11、生物相容性对石墨烯有什么样的改变?
羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团,从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比,更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比,更长,更易于被掺杂以及化学改性,更易于接受功能团。
12、石墨烯的稳定性如何?
石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)仅为1.42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外,石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 同时,石墨烯有芳香性,具有芳烃的性质。
13、石墨烯主要分类有哪些?"共分四类,如下:
单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。
双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
少层石墨烯(Few-layer):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
多层石墨烯又叫厚层石墨烯(multi-layer graphene):指厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。"
14、哪些产品能用上?
服装系列可将石墨烯独特的导热性能和日常穿搭完美结合,为人体营造温暖舒适的感受,释放对人体有益的远红外线,为生活带来更好的健康理疗体验,重新定义温暖。也可制成日常保暖类、运动类等,适合户外工作人员、驴友和老年人,特别是爱美的白领和时尚女性。
15、石墨烯有什么特点?
"石墨烯是碳原子以六边形蜂巢状排列构成的单层二维晶体:
? 世界上最薄最坚硬的纳米材料
? 几乎完全透明 (吸收2.3%的光)
? 导热系数高达5300 W/m·K
? 电子迁移率15000 cm2/V·s
? 电阻率世上最小 (10-6 Ω·cm) "
16、未来将应用在哪些方面?
"石墨烯制备的太阳能电池
石墨烯纳米带
导热材料/热界面材料
场发射源及其真空电子器件
石墨烯生物器件
抗菌物质
“太空电梯”缆线
代替硅生产超级计算机
作人工光彩88官网用高效催化剂
制作纳米变压器
晶体管、触摸屏、基因测序等领域,绷带、食品包装甚至抗菌T恤;"
17、石墨烯的优势是什么?
相对于同效果科技产品,价格较低。
18、石墨烯会被氧化吗?
不会。石墨烯产品可浸入液体,但不会被氧化。
19、未来前景如何?科幻剧能用上吗?
石墨烯研究正在向让电子产品与生物系统融合的方向转变。换句话说,石墨烯产品可以植入你的身体中,读取神经系统信息或同细胞对话。
20、石墨烯能做什么?
石墨烯可以让电子产品的屏幕更清晰且具备柔性特质,这些产品将比以往采用硅材料的设备更薄、更快、更便宜。另外,续航时间长的电池也可具备防水性能。
21、石墨烯具备哪些特点?
透明、导电、柔性于一体,在自然界中,很少在一个材料上同时出现!
22、石墨烯出现已经十几年,但我的透明手机在哪?
其实就在2012年,因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来,两年来的发展也基本证明了他们的预测。他认为作为一种材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,虽然将来它也许能发挥重大作用,但是在克服几个重大困难之前,这一场景还不会到来。更重要的是,考虑到产业更新的巨大成本,石墨烯的好处可能不足以让它简单地取代现有的设备——它的真正前景,或许在于为它的独到特性量身定做的全新应用场合。
23、为啥彩88官网不能干脆抛弃金属,全用石墨烯呢?
现代电子产品全部是建筑在半导体晶体管之上,而它有一个关键属性称为“带隙”:电子导电能带和非导电能带之间的区间。正因为有了这个区间,电流的流动才能有非对称性,电路才能有开和关两种状态——可是,石墨烯的导电性能实在太好了,它没有这个带隙,只能开不能关。只有电线没有逻辑电路是毫无用途的。所以要想靠石墨烯创造未来电子产品,取代硅基的晶体管,彩88官网必须人工植入一个带隙——但是简单植入又会使石墨烯丧失它的独特属性。目前针对这个领域的研究的确不少:多层复合材料,添加其他元素,改变结构等等;但是诺沃肖洛夫等人认为这个问题要真正解决,还要至少十年。
24、有成功产品吗?
"2011 年西北大学曾经使用石墨烯和硅制造出一款新型电池,据称使用这种电池的手机续航可达 1 周,而且每次充电只需要 15 分钟。
2013 年加州大学伯克利分校曾经做出一台石墨烯材质的耳机,在音质与森海塞尔的耳机相同甚至更好的情况下,石墨烯耳机的价格体积更小,而且价格更低。
现如今市面上很多产品都含有石墨烯,比如眼罩、护膝、腰带等。"
25、近几年较为火爆的石墨烯产品有哪些?
服饰类、医疗类、电子类、研究类等等方面,都有科学家、技术员在推进。
26、石墨烯发热是根据什么原理?
利用超声和搅拌等方法将石墨烯粉末均匀分散于有机溶剂中,得到浓度为0.05mg/ml~0.5mg/ml的石墨烯溶液,通过抽滤的方法将石墨烯均匀覆盖于有机滤膜或水系滤膜之上,再通过机械剥离、浸泡或有机溶剂溶解的方法将石墨烯薄膜和滤膜分离,得到石墨烯薄膜,在石墨烯薄膜上加上电极,对其施加电压即可产生热量。由于石墨烯独特的二维纳米结构,大的厚径比、高的比表面积的特性,通过以上的制备工艺,使得石墨烯片层之间形成均匀连通的导电网络,在施加较低的电压(1~10V)下即可产生较高的热量。
27、石墨烯发热有什么优势?
主要利用石墨烯高效的传热能力,因为它的导热系数比铜、铝、铁等金属都要高,仅次于热管,但石墨烯没有像热管那样的工质、吸液芯等,所以可以根据需要制成各种形状,如传热板、传热管,当然也能做成导热膜。
28、石墨烯发热膜片有什么特点?
这种薄膜,接电即可发热,加上其本身具有的超级散热功能,在冬季利用颇为广泛。
29、石墨烯发热膜片对人体有什么作用?
内置石墨烯芯片,通电后,石墨烯释放适宜人体的6-14μm宽频谱能量光波,安全、无辐射,温暖直达人体,并且不会有燥热的感觉,达到保暖、舒缓放松的效果。
30、石墨烯发热需要多久?
因为石墨烯特有高导热性,使得发热膜片在通电后,可1-2秒迅速发热,生成远红外波深度均匀热敷,无论您是处于家中、车内还是户外,都能随时随地迅速的为身体营造温暖舒适的环境。
31、为什么石墨烯发热比较均匀?
因为每个石墨烯发热膜片内部碳原子结构为蜂窝状六边形,如蜂巢般结构稳定、使得石墨烯产品可以发热均匀,持久稳定。