以下是關于它的介紹:
特性
- 力學性能:是目前已知強度最高的材料之一,硬度大且彈性良好,楊氏模量高達1100GPa,斷裂強度為42N/m。
- 電學性能:載流子遷移效率為15000cm2/(V·s),電阻率小,導電性能優越。理想單層石墨烯是零隙帶半導體,在特定條件下會發生超導現象,其準粒子是無質量的狄拉克費米子,具有半整數的量子霍爾效應。
- 光學性能:常溫常壓下接近透明,在紅外區間具有突出的非線性光學特性,非線性折射率為10??cm2/W。
- 化學性質:呈蜂窩網狀結構,基本結構單元是苯環,常溫下穩定性良好,反應活性多集中在邊界基團和平面缺陷。
制備方法
- 物理制備法:包括固相機械剝離法和液相溶劑剝離法。前者是利用機械力重復切石墨得到石墨烯薄層;后者是將石墨片或石墨衍生物分散于溶劑中,再用超聲、加熱等方法得到石墨烯。
- 化學制備法:有氧化還原法和化學氣相沉積法。氧化還原法是先將天然石墨氧化,再外力剝離得到單層氧化石墨烯,最后還原得到石墨烯;化學氣相沉積法是利用高溫可分解的含碳化合物作為碳源,通過高溫退火使石墨烯在基體表面生長,最后從基體表面移除獲得石墨烯薄片。
應用領域
- 電子領域:可用于制造超高頻率芯片、集成電路、柔性電子產品等。
- 能源領域:有望用于制造超高比能動力電池、超級電容器,還可作為鋰離子電池的陽極材料,提升電池的充電或放電速度。
- 光學領域:可作為顯示器以及光學傳感器的理想材料。
- 其他領域:可用于制造石墨烯涂層防霧膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯改性纖維等,還可與銅箔、銅線等復合制成“超級銅”。
英國科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫在2004年首次成功剝離石墨得到單層石墨烯,并因此獲得2010年諾貝爾物理學獎。