164
次編輯
變更
無編輯摘要
'''石墨烯'''（英文'''Graphene'''），石墨烯是一种纳米材料，它的发现获得了2010 年的诺贝尔物理奖，是目前发现的最坚固和最轻的材料。它是纯碳的原子层，只有一个原子厚度的二维材料，完全分布在蜂窝六角的形成上。 <ref>[http://graphenemex.com/cn/about_us/what-is-graphene/ 什么是 石墨烯 ？]</ref> [[File:石墨烯.jpg|有框|500px|right|石墨烯 (baidu.com 图片) [https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1575769776222&di=2c1f160a2e456a8d94898769ed21bc6e&imgtype=0&src=http%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fq_70%2Cc_zoom%2Cw_640%2Fimages%2F20180905%2F75228eb394ba4184a9ed348f1e9e8007.jpeg 原图链接] [https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF&step_word=&hs=0&pn=13&spn=0&di=72600&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=1179819847%2C1167211410&os=4269116189%2C3109383925&simid=4140441629%2C702315466&adpicid=0&lpn=0&ln=1008&fr=&fmq=1575757669612_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=http%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fq_70%2Cc_zoom%2Cw_640%2Fimages%2F20180905%2F75228eb394ba4184a9ed348f1e9e8007.jpeg&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3F4_z%26e3Bf5i7_z%26e3Bv54AzdH3FwAzdH3Fdcdancabn_9mbmdm&gsm=&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&force=undefined 来自baidu.com的图片]]] == 简介 ==石墨烯（英文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。完美的石墨烯是二维的，它只包括 六 边形(等 角 六边形)；如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。 == 石墨烯特点 ==* 导电比铜更佳。<br>* 比钢坚固两百倍，轻六倍。<br>* 导热比任何金属都更佳。<br>* 只吸收2%的光，几乎完全透明。<br>* 每克有令人难以置信的 2500 平方米的表面积。<br>* 灵活柔韧。<br>* 不透气，包括氢气和氦气。<br>* 有生物相容性。<br>* 不透水。<br>* 可在表面添加化学成分改变其性能。<br> == 发现历史 ==<br>实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。<br>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）他们用胶带从石墨上粘下薄片，这样的薄片仍然包含许多层石墨烯。但反复粘上十到二十次之后，薄片就变得越来越薄，最终产生一些单层石墨烯。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。<ref>[http://news.sina.com.cn/o/2010-10-06/030418194865s.shtml?from=wap 石墨烯发明者获诺奖物理学奖]</ref><br>2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。<br>[[File:石墨烯诺贝尔奖获得者.jpg|有框|500px|centre|安德烈·盖姆(左)与康斯坦丁·诺沃肖洛夫 (sina 图片) [http://news.sina.com.cn/o/2010-10-06/030418194865s.shtml?from=wap 原图链接] [http://pic.sogou.com/d?query=%CA%AF%C4%AB%CF%A9%C5%B5%B1%B4%B6%FB%BD%B1%BB%F1%B5%C3%D5%DF&mode=1&did=271#did270 来自sogou的图片]]] == 制备方法 == 目前采用的制备石墨烯的方法可分为物理法和化学法两大类，其中以如下几种方法最具有代表性： （1）撕胶带法/轻微摩擦法 最普通的是微机械分离法，直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。即海姆用这种方法。 （2）碳化硅表面外延生长 该法是通过加热单晶碳化硅脱除硅，在单晶（0001）面上分解出石墨烯片层。 （3）金属表面生长 取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片 形 展示状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石墨烯。 （4）氧化减薄石墨片法 原理为使用强氧化剂，于石墨的层状结构中间进行插层氧化，使层与层之间存在带负电的氧化官能基，克服石墨层间的范德瓦力，并通过水分子的插层，大幅增加层间距离，使氧化石墨烯的剥离更容易。氧化石墨烯则可进一步通过使用还原剂，制备出石墨烯。 （5）切割碳纳米管法 切割碳纳米管也是制造石墨烯带的正在试验中的方法。其中一种方法用过锰酸钾和硫酸切开在溶液中的多层壁碳纳米管。另外一种方法使用等离子体刻蚀一部分嵌入于聚集物的纳米管。