化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   新材料资讯   >  石墨烯的基本特征、分子组成和应用领域
石墨烯的基本特征、分子组成和应用领域
2015-02-13 08:50:43来源:元素商城

元素百科资讯频道:本文主要介绍石墨烯的基本特征,分子组成和应用领域等。

石墨烯的基本特征

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,导热系数高,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高,且电阻率很低,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

石墨烯的分子组成

石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环, 是目前最理想的二维纳米材料。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。

石墨烯的基本特征、分子组成和应用领域

石墨烯的应用领域

石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性,使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂,在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由于其高传导性、高比表面积,可适用于作为电极材料助剂。石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫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。他们从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。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此,两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。

石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜,人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中,电子能够极为高效地迁移,而传统的半导体和导体,例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞,传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量,目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能,石墨烯则不同,它的电子能量不会被损耗,这使它具有了非比寻常的优良特性。

你可能感兴趣的栏目:化学试剂网 ,化学元素表,化学元素周期表口决,化学元素周期表读音,化学元素周期律,化工词典,中国化工网

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂, 化学元素, 化学元素周期表, CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料  
相关专题: 材料
相关阅读:
●  原材料涨价对涂料行业的影响真有那么大?
元素百科为您介绍原材料涨价对涂料行业的影响真有那么大?今年以来,涂料原材料的价格变动几度撩拨涂料行业的情绪,钛白粉、TDI、MDI、丙烯酸等主要原材料市场价格走势的扑朔迷离,让涂料行业隐隐看到了成本压力下降的曙光。然而事与愿违,原材料价格并没有像预期的那样,纷纷走入价格下跌通道,而是始终在高位震荡,然后继续上涨。 产能过剩和行业限制才是困局主因在原材料价格维持波动的情况下,涂料行业今年将......
●  日本正大力推广使用生物塑料产品
元素百科为您介绍日本正大力推广使用生物塑料产品。日本环境部根据全球趋势,努力推广国内使用生物塑料产品,并停止使用造成环境污染的石油衍生塑料制成的一次性物品。 生物塑料的使用减少了石油的消耗,也减少了要焚烧的垃圾量,因为它们很容易被地下的微生物分解。然而由于成本昂贵,而且大规模生产系统尚未完全实施,因此很难普及。 卫生部计划资助公司和大学开发用生物塑料代替塑料包装的技术。它还热衷......
●  二维铁电光电探测晶体材料研究获进展
元素百科为您介绍二维铁电光电探测晶体材料研究获进展。钙钛矿铁电体是一类重要的极性光电功能材料,在非线性光学、热释电探测和铁电信息存储等领域有着广阔的应用前景。近年来,纯无机钙钛矿(CsPbX3, X =Cl,Br,I)因在太阳能电池、发光二极管以及激光等方面展现优异的性能而备受关注,然而,其相应的铁电性能仍需进一步深入探索和研究。 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室“无机......
热门标签
优惠促销
热销推荐
一次性乳胶手套(标准型)
¥330.00
热销 1712 件

您确定要从购物车中移除吗???