石墨烯

新闻动态 / 2025/03/01

石墨烯（Graphene）是一种由单层碳原子以sp²杂化轨道组成的二维材料，呈六角形蜂巢晶格结构。它具有以下特性：

1. 结构

  • 单层碳原子：仅一个原子厚，碳原子排列成六边形。

  • 二维材料：厚度仅0.335纳米，是目前最薄的材料之一。

2. 特性

  • 高导电性：电子迁移率极高，适合电子器件。

  • 高强度：比钢强200倍，机械性能优异。

  • 高导热性：热导率优于铜和银。

  • 透明性：透光率约97.7%，适合透明导电材料。

  • 柔韧性：可弯曲、拉伸，适合柔性电子设备。

3. 制备方法

  • 机械剥离法：用胶带从石墨上剥离，简单但产量低。

  • 化学气相沉积法（CVD）：在金属表面生长，适合大规模生产。

  • 氧化还原法：通过氧化石墨烯还原制备，成本低但质量稍差。

4. 应用

  • 电子器件：用于晶体管、传感器等。

  • 能源领域：用于超级电容器、电池电极等。

  • 复合材料：增强材料性能。

  • 生物医学：用于药物输送、生物传感器等。

5. 挑战

  • 大规模生产：高质量石墨烯的大规模制备仍具挑战。

  • 成本：生产成本较高，限制广泛应用。

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