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石墨烯的性能特性

發布時間：

2021-09-15

近年來，石墨烯的“紅極一時”在很多材料通過石墨烯改造后性能有了一定的提高，為什么石墨烯會有這么大的“威力”?今天帶領大家揭開石墨烯的面紗，那么下面一起了解下石墨烯的性能特性！

　　近年來，石墨烯的“紅極一時”在很多材料通過石墨烯改造后性能有了一定的提高，為什么石墨烯會有這么大的“威力”?今天帶領大家揭開石墨烯的面紗，那么下面一起了解下石墨烯的性能特性！

　　石墨烯是二維碳材料的總稱。根據六角形蜂窩結構的層數，石墨烯分為單石墨烯、雙石墨烯、單層石墨烯(3~10層)、多層或厚石墨烯(厚度在10層以上，10 nm以下)。單層石墨烯的厚度為0.35 nm，是目前已知的較薄的材料。石墨烯的這種結構應該從石墨結構開始。石墨是由范德華力結合的分子晶體，具有三維層狀結構。由于同一平面層的碳-碳鍵強，斷裂非常困難，石墨的熔點高，化學性質穩定，在力學、電學、光學、熱學等方面具有突出的特性。

　　動力學特性

　　石墨烯中碳原子之間的連接處于非常靈活的狀態，施加外部機械力時碳原子面會彎曲，碳原子不需要重新排列以適應外力，因此結構穩定。石墨烯是人類已知的強度較高的材料，比世界上強度較高的鋼鐵高出100倍以上。

　　電氣特性

　　石墨烯具有極高的電子遷移率，它的導電性比目前任何高溫超導材料都要高得多。曼徹斯特大學的研究小組在室溫下測量了單個石墨烯分子的電子遷移率，結果表明，即使在含有雜質的石墨烯上，電荷的遷移率也能達到10，000平方米/(V.S)。2008年，海姆研究小組證明電子在石墨烯上的遷移率可以達到前所未有的200，000平方米/(V.S)。

　　石墨烯也是熱穩定物質。研究結果表明，石墨烯的熱導率達到5300 W/(m.K)，是銅的13倍，單石墨烯的熱導率與碎片寬帶、缺陷密度和邊緣粗糙度密切相關。石墨烯片層具有沿平面方向傳導熱量的各個導柱的特點。室溫以上時，石墨烯的熱導率隨著溫度的升高而逐漸減少。

　　化學特性

　　石墨烯的電學性能受到廣泛關注，但它的化學特性一直無人問津。目前已知的化學特性：石墨烯可以吸附和解吸二氧化氮、氨、鉀等多種原子和分子，例如，將二氧化氮、氨、鉀等吸附物用作給藥體或受體時，油類分子濃度經常發生變化。氫離子、氫氧根離子等吸附物會產生導電性不好的衍生物，但這些都不是新的化合物。從表面化學的角度來看，石墨烯的性質與石墨相似，因此可以根據石墨推測石墨烯的化學性質。石墨烯的化學性質研究將在未來幾年成為研究熱點。

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