石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯不仅是世上最薄而且也是最坚硬的纳米材料,几乎是完全透明,它具有优异的光学、电学、力学特性,常见的粉体生产的方法有氧化还原法、机械剥离法、SiC外延生长法等。
石墨烯有很多罕见的性质,能有效地传导热和电,导电性也非常高,几乎透明。不仅具有令人难以置信的物理特性,而且作为按重量制作的最坚固的材料被广泛引用。例如,石墨烯在原子小的情况下,可以更紧密地封装处理器内的晶体管,使许多电子行业进一步前进。
石墨烯的难以置信的物理特性实际上应用于各种思想实验。如果至少可以用一米长的线程制造,一些科学家相信这些石墨烯可以一起编织,足够结实灵活,可以成为宇宙电梯的支柱。
石墨烯用途
1、晶体管
石墨烯可以用来制造晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管仍然可以在接近单个原子的尺度上稳定工作。相比之下,硅制成的晶体管将在约10纳米的尺度上失去稳定性;由于石墨烯中的电子对山扮外场反应非常快,石墨烯制成的晶体管可以达到非常高的工作频率。
2、新能源逗粗灶电池
新能源电池也是石墨烯很早的重要商业领域之一,麻省理工学院已经成功地开发出表面有石墨烯纳米涂层的柔性光伏板,这可以大大降低制造透明和可变形太阳能电池的成本。这种电池可用于小型数字设备,如夜视镜和照相机。
此外,石墨烯超级电池凳空的成功研发也解决了新能源汽车电池容量不足、充电时间长的问题,大大加快了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺平了道路。
3、传感器
石墨烯可以制成化学传感器。这一过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的。根据一些学者的研究,石墨烯化学检测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比较。
石墨烯独特的二维结构使其对周围环境非常敏感。石墨烯是一种理想的电化学生物传感器材料。石墨烯制成的传感器在检测药物中的葡萄糖方面具有良好的灵敏度。