什么是生物质石墨烯

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石墨烯科普讲解稿-“烯”世之材

石墨烯科普讲解稿-“烯”世之材

石墨烯科普讲解稿-“烯”世之材2009年上映了一部电影《阿凡达》,相信在座很多朋友还对它印象深刻。

在电影里讲述了人类来到潘多拉星球,不惜破坏生态,屠戮原住民,为的就是得到这个星球上一种特殊的资源,电影里称它为难得的元素。

这可不是瞎编出来的词,在航空领域人们用“难得的元素”形容性能完美的材料,比如,轻的像空气却又坚硬的像钢铁。

今天,我要为大家介绍一种全新的材料——石墨烯,它就是我们梦想中的一种“难得的元素”。

石墨烯跟石墨,钻石甚至我们呼出的二氧化碳一样,都是由碳原子构成的。

碳原子的排列方式不同,赋予了它们不同的性能。

我们可以看到石墨是由碳原子以六边形排列然后堆积形成的层状结构。

1毫米厚的石墨包含大约300万层这种结构,如果你只分离出一层原子的石墨,那就是石墨烯。

石墨好比一本厚厚的书,而石墨烯就是里面的一页纸。

上学时写作业写错了,墨水笔又擦不掉怎么办?有一个非常好用的小工具——胶带,轻轻用力,本子上的错字就可以被粘下来了。

让我们把镜头拉至英国,2004年某一个星期五的早晨,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫就用胶带从石墨上撕下了石墨烯。

从此以后全世界都开始撕石墨烯,两人也因为这样的奇思妙想获得了2010年度诺贝尔物理学奖。

石墨烯究竟有何过人之处呢?石墨烯是目前发现的最轻、最薄、最强的材料,还具有非常好的导电导热性能。

薄如蝉翼这个词都不足以形容它。

它只有一个原子的厚度,是头发的二十万分之一。

并且它的柔韧性非常好,可以延展到原来的20%。

但它的强度却是钢的两百倍,理论计算1毫米厚度的石墨烯能够撑起一只大象的重量。

石墨烯的种种独特的性质,将它从实验室一步步推向商业和工业的应用。

展望未来,科学家为我们勾勒了石墨烯应用的美好前景,只需几分钟就完成充电的手机,把卫星导航系统集成在汽车玻璃上,可以卷成报纸筒的笔记本电脑,或者把大海变成巨大的淡水库……这些或许都不再是天方夜谭。

生物材料——石墨烯)

生物材料——石墨烯)

• 其他应用:石墨烯还可以应用于晶体管、 触摸屏、基因测序等领域,石墨烯可以用 来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤;用石墨烯 做的光电化学电池可以取代基于金属的有 机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的 传统金属石墨电极,使之更易于回收。这种 物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的 超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣 ,甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长 太空电梯成为现实。
• 氧化还原方法:氧化还原法由于其稳定性 而被广泛采用,产量高。但氧化过程会导 致大量的结构缺陷,这些缺陷导致的电子 结构变化使石墨烯由导体转为半导体,严 重影响石墨烯的电学性能,制约了它的应 用。
• 3.石墨层间化合物法:石墨插层化合物途径 制得的石墨烯结构缺陷少,质量高,但是 有机溶剂和表面活性剂难以完全除去,影 响石墨烯的电学性能,而且部分有机溶剂 价格昂贵。
组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有 一个碳原子厚度的二维材料。 • 世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几 乎是完全透明的,透明度高于高于碳纳米 管和金刚石。
• 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构 成的材料。铅笔里用的石墨就相当于无数 层石墨烯叠在一起,而碳纳米管就是石墨 烯卷成了筒状。
• 适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至 太阳能电池。
• 光子传感器:因为石墨烯是透明的,用它 制造的电板比其他材料具有更优良的透光 性。
• 基因电子测序:由于导电的石墨烯的厚度 小于DNA链中相邻碱基之间的距离以及 DNA四种碱基之间存在电子指纹,因此, 石墨烯有望实现直接的,快速的,低成本 的基因电子测序技术。
• 减少噪音:通过在二层石墨烯之间生成的 强电子结合,从而控制噪音。噪声。
• 机械特性:石墨烯是人类已知强度最高的 物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好 的钢铁还要高上100倍。

什么是生物质石墨烯?

什么是生物质石墨烯?

生物质石墨烯
被称为“黑金”的“新材料之王”——石墨烯,是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质。

生物质石墨烯是石墨烯大家族中的一员,它是以圣泉集团特有的植物多空活性纤维素为原料,采用基团配位组装(GCA)法,在热催化条件下经过高温碳化等高效精密的加工步骤制成。

生物质石墨烯在具有一般石墨烯的特性,如:良好热传导性、导电性之外,还具有自己的性能,如:低温远红外功能和超强抗菌抑菌性能。

生物质石墨烯内暖纤维
内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料具备超越国际先进水品的强大远红外功能集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身被誉为“划时代的革命纤维”。

其具备两大特点:
低温远红外
生物质石墨烯具备强大的低温远红外功能,经国家权威机构检测:添加不同比例的生物质石墨烯织物,可在20~35℃低能态下,对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上;强大的低能态远红外功能有助于加速皮肤表面温度,使毛细血管扩张,促进血液循环,强化各组织之间的新陈代谢,疏通经络。

抗菌抑菌
生物质石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能,其功能性织物具有吸附异味、吸湿透气等综合功能。

生物质石墨烯内暖纤维的抗菌性能结合其强大的远红外功能,激活皮肤免疫细胞功能,通过石墨烯吸附细菌细胞膜磷分子的原理,物理破坏细菌结构,达到消炎抑菌的目的。

消炎抑菌效果达到抗菌针织内衣国家标准3A级以上,洗涤后抗菌效果不衰减。


抗菌抑菌的同时,生物质石墨烯内暖纤维不影响人体健康细胞生长发育,是真正适合保健功能服饰采用的材料。

生物质石墨烯三大系列简介

生物质石墨烯三大系列简介

生物质石墨烯面料三大系列石墨烯内暖纤维—划时代的革命性纤维将不同比例的生物质石墨烯添加入粘胶纤维或其它纤维材料中,制成适用于纺织品领域的生物质石墨烯复合纤维。

利用生物质石墨烯粘胶纤维纺丝技术,研发出了生物质石墨烯涤纶、锦纶纤维制备工艺,并将这种复合纤维命名为内暖纤维。

内暖纤维除具有一般纤维的常规特性外,还具备超越国际先进水平的低温远红外、持久抑菌、吸湿透气等作用于一身,被誉为“划时代的革命性纤维”。

石墨烯内暖绒—划时代的革命性填充材料将不同比例的生物质石墨烯添加入聚酯纤维或其它纤维材料中,制成适用于芯类产品填充物的生物质石墨烯复合纤维,可替代羽绒等填充材料。

2016年1月25日,“生物质石墨烯/聚酯纤维(内暖绒)研制与应用”项目通过了以中国工程院院士姚穆为主任的专家组验收,标志着生物质石墨烯内暖绒这一划时代的新型纺织产品问世。

聚酯纤维具有许多优良的纺织性能和服用性能,用途广泛,可以纯纺织造,也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维和其他化学纤维混纺交织,制成花色繁多、坚牢挺刮、易洗易干、免烫和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。

由于聚酯纤维具有良好的弹性和蓬松性,可用作芯填充物。

石墨烯内暖烯孔—划时代的神奇发泡材料将不同比例的生物质石墨烯添加入天然乳胶或聚氨酯材料中,通过非共价复合改性,运用软泡制备技术制成的发泡材料。

生物质石墨烯内暖烯孔材料是基于乳胶或聚氨酯软泡制备技术,与生物质石墨烯通过非共价复合改性,形成的均匀分散发泡体系,包括普通软泡、慢回弹软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等,可以制备成坐垫、颈枕、腰枕、U型枕等功能产品。

未来,加速推动生物质石墨烯产业化进程,让神奇的生物质石墨烯产品越来越多的渗透到大众的生产、生活中,让人民大众体验烯生活,拥抱烯健康!。

新型材料——石墨烯

新型材料——石墨烯

新型材料——石墨烯石墨烯,这是一个既新奇又神秘的名词,它被誉为21世纪最重要的材料之一,因为它能够革命性地改变许多领域,从电子电器到航空航天和能源领域,再到生物医学和环境科学。

石墨烯可以说是目前材料科学领域的一个热门研究方向,也是当前科学技术发展中的一个热点。

那么,什么是石墨烯呢?在化学上,石墨烯是仅由一层厚度的碳原子组成的单层晶体结构,这种晶体结构具有重要的物理、化学和电子学性质,它的厚度只有一纳米级别,比人的头发还要细。

因此,石墨烯被称为二维材料之王,是新型材料的代表之一。

首先,石墨烯的导电性是很好的,它的电子迁移率是传统电子材料的数百倍甚至上千倍,因此它可以广泛应用于电子领域,比如说石墨烯可以用来制作更高速的电子芯片,能够让计算机运行得更快。

同时,由于石墨烯的导电性非常好,所以让它成为了一种非常理想的导电材料,可以在电路板、电极等电子领域大量使用,实现在电气工业领域可重大进展。

其次,石墨烯还具有很好的光学特性和力学性能,它的光吸收强度极高,约为传统光电材料的200倍,这可以被用于制造高感光度的相机或者更高性能的太阳能电池,让太阳能电池的产量和质量得到了大幅提升。

此外,石墨烯具有极高的强度和硬度,比钢的强度高上好几倍,同时还具有柔韧性,可以弯折成不同的形状,它的力学性能使其可以被广泛应用于航空与航天、汽车制造等领域,同时也有助于制造强度更高的新型材料。

另外,石墨烯还具有很好的化学稳定性和生物相容性,这使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。

由于石墨烯的生物相容性良好,可以被用于生物体内药物传递或者作为人造组织等医学用途,同时石墨烯还有助于制作高灵敏度和不太易受到干扰的生物传感器,研究深度的化学和生物传感器能够帮助人们更好的理解和治疗疾病。

石墨烯这种新型材料,具有的优异性能已经引起了整个材料科学的关注,并且在实际应用中也有了很多切实可行的成果,例如石墨烯保温材料、石墨烯制造的过滤膜等等。

但是,它还有很多的瓶颈存在,比如大规模制备技术、制备的稳定性、生产成本等方面的瓶颈,这也是目前仍需要攻克的难点之一。

石墨烯基本情况及应用前景简介

石墨烯基本情况及应用前景简介

石墨烯基本情况及应用前景简介石墨烯简介石墨烯不仅是已知材料中最的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

石墨烯是一种二维晶体,最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为"载荷子"(electric charge carri er),的性质和相对论性的中微子非常相似。

人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成的石墨片。

当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。

石墨烯特性石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质,结构非常稳定。

其完美的晶格结构,常被误认为很僵硬,但事实并非如此。

石墨烯各个碳原子间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形。

这样,碳原子就不需要重新排列来适应外力,这也就保证了石墨烯结构的稳定,使得石墨烯比金刚石还坚硬,同时可以像拉橡胶一样进行拉伸。

这种稳定的晶格结构还使石墨烯具有优秀的导电性。

石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。

由于其原子间作用力非常强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中的电子受到的干扰也非常小。

石墨烯被证实是世界上已经发现的最、最坚硬的物质。

美国哥伦比亚大学James Hone等人最近发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。

这种物质为"太空电梯"超韧缆线的制造打开了一扇"阿里巴巴"之门,让科学家梦寐以求的2.3万英里长(约合37000千米)太空电梯可能成为现实。

其厚度只有0.335纳米,把2000片膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。

单层石墨烯几乎透明,其分子排列紧密,即使原子尺寸最小的氦也不能通过。

石墨烯简介

石墨烯简介
可以包裹起来形成零维的 富 勒烯 ;单层或者多层石墨烯 可以卷起来形成二维的单壁 或多壁 碳纳米管 ;多层石墨 烯可以通过范德华力堆叠成 三维的石墨结构
石墨烯的性质
电学特性:
石墨烯中的每个碳原子都有一个未成键的 π 电子,这些电子可形成与平面垂 直的π轨道,π电子可在这种长程π轨道中自由移动,从而赋予了石墨烯出色的导 电性能,石墨烯是具有零带隙的能带结构,其载流子可以使电子也可以是空穴
左图为石墨烯热导率测试方法,以 488nm 激 光加热,用石墨烯的拉曼光谱中 G 峰位移变化标 示石墨烯的温度变化,从而测得石墨烯热导率
Singh V, Joung D, Prog. Mater. Sci., 2011, 56, 1178–1271.
石墨烯的性质
其他性质:
单原子层的特殊结构,使石墨烯的理论比表面积高达2630m2/g 边缘及缺陷处有孤对电子,使石墨烯具有铁磁性
场效应晶体管
石墨烯基晶体管:石墨烯加偏压成为半导体,作为晶体管源电极和漏电极之间
的通道;石墨烯无禁带,不能直接用于晶体管等逻辑元件,但可以采用将石墨烯制 成石墨烯纳米带、石墨烯量子点及双层石墨烯加偏压等方法使石墨烯禁带宽度不再 为 0 ,所用石墨烯有直接剥离的,也有 CVD 等工艺合成的,所用介电材料有 SiO2 、
以松香转移的石墨烯薄膜作为透明电极制备的大面积柔性OLED器件
大面积柔性OLED器件
上述研究结果于2017年2月24日在《自然-通讯》上在线发表(Nature Communications,
10.1038/NCOMMS14560, 2017)
DOI:
石墨烯的应用
传感器
由于氧化还原法制备的石墨烯(RGO)的边缘具有不同的功能,使其在电 化学传感器和生物传感器方面具有广泛应用前景,用RGO制备的场效应晶体管通 过其电导率、电容或掺杂物性能的变化对周围化学和生物环境变化做出响应

石墨烯介绍

石墨烯介绍
法规限制
由于石墨烯产业的快速发展和广泛应用,相关法规和标准体系尚不完善,可能存在一定 的法规风险和不确定性。
未来发展趋势预测及建议
发展趋势
随着技术的不断进步和应用领域的拓展, 石墨烯产业将继续保持快速增长态势,未 来可能形成更加完善的产业链和生态系统。
VS
建议措施
加强国际合作与交流,共同推动石墨烯产 业的健康发展;加大科研投入力度,提升 核心技术的创新能力;完善相关法规和标 准体系,为产业发展提供有力保障。
核心技术创新突破及成果转化情况
技术创新
石墨烯制备技术不断取得突破,如化学气相沉积、液相剥离等方法的应用提高了石墨烯的生产效率和质量。
成果转化
石墨烯在能源、电子、生物医学等领域的应用研究不断深入,部分成果已成功转化为实际产品,如石墨烯 电池、石墨烯晶体管等。
政策法规环境对行业影响解读
政策扶持
各国政府纷纷出台政策扶持石墨烯产业发展,如提供资金支持、建设创新平台、推动产 学研合作等。
和质量相对较低。
电化学法
利用电化学原理在电解液中合成石 墨烯。该方法具有环保、低成本等 优点,但制备过程较为复杂。
热解法
通过高温热解有机前驱体合成石墨 烯。该方法可制备高质量的石墨烯, 但成本较高且产量有限。
03
石墨烯应用领域及前景展望
电子器件与集成电路
高速电子器件
石墨烯具有极高的载流子 迁移率,可用于制造高速 场效应晶体管、射频器件 等。
柔性电子器件
石墨烯的可弯曲性使其适 用于柔性电子器件,如可 穿戴设备、电子皮肤等。
透明导电薄膜
石墨烯的高透明度和导电 性使其在透明导电薄膜领 域具有广泛应用,如触摸 屏、有机发光二极管等。
传感器件和生物医学应用

石墨烯简单介绍

石墨烯简单介绍

,是室温
构造与性能
热学性能
① 单层石墨烯旳
,
比碳纳米管旳而传
导率3000-3500Wm·k还要高,相比之下,工业界中被广泛使用旳散
热 材料金属铜旳热传导率只有400Wm·k
② 伴随石墨烯层数旳增长,其热传导率逐渐下降;当石墨烯从2层增 至4层时,其热导率从2800Wmk降低至1300Wmk;当层数到达5-8 层,减小到石墨旳热导率
2004英国曼彻斯特大学Andre Geim和他旳徒弟 Konstantin Novoselov在试验室用一种非常简朴旳措 施得到越来越薄旳石墨薄片。他们从石墨中剥离 出石墨片,然后将薄片旳两面粘在一种特殊旳胶 带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断 地这么操作,于是薄片越来越薄,最终,他们得 到了仅由一层碳原子构成旳薄片,这就是石墨烯 。所以两人共同取得2023年诺贝尔物理学奖。
石墨烯应用
替代硅生产超级计算机
石墨烯是目前已知
旳材料。石墨烯旳
这种特征尤其适合于高频电路。高频电路是当代电子工业旳领头羊,
某些电子设备,例如手机,因为工程师们正在设法将越来越多旳信息
填充在信号中,它们被要求使用越来越高旳频率,然而手机旳工作频
率越高,热量也越高,于是,高频旳提升便受到很大旳限制。因为石 墨烯旳出现,高频提升旳发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在
研究人员发觉,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距 离上可承受旳最大压力居然到达了大约2.9微牛。据科学家们测算,这 一成果相当于要施加55牛顿旳压力才干使1微米长旳石墨烯断裂。假如 物理学家们能制取出厚度相当于一般食品塑料包装袋旳(厚度约100纳
米)石墨烯,那么需要施加差不多两万牛旳压力才干将其扯断。换句 话说,假如用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重旳物品。

石墨烯:异军突起的新材料

石墨烯:异军突起的新材料

石墨烯:异军突起的新材料作者:王瑞良来源:《科学24小时》2017年第04期石墨烯(Graphene),也许你现在还对它相当陌生,但过不了多久,它就会像虚拟现实、基因编辑、人工智能一样,成为人们耳熟能详、津津乐道的热门科技话题。

作为目前人类发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被材料科学家亲切地称为“黑金”。

那么它究竟会给我们的生活带来怎样的变化呢?石墨烯是什么?石墨烯的命名来自英语Graphite(石墨)和-ene(烯类结尾)的结合,天然石墨由一層层按蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而成。

石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。

如果我们把石墨片剥离到只有一个碳原子厚度的单层,那它就成为了石墨烯。

如果要对它下一个科学定义,那就是:一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,一种只有一个原子层厚度的准二维材料。

它是目前世界上已知的最薄、最硬的材料,其厚度只有0.335纳米,就算把20万片石墨烯薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。

石墨烯是怎样被发现的?曾经,石墨烯一度被人们认为是一种假设性结构,根本无法单独稳定存在。

直到2004年,英国曼彻斯特大学的物理学家安德利·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,在实验中用“微机械剥离法”分离制备出石墨烯,才证实了它可以单独存在。

虽然这次发现意义非凡,但其采用的方法却很简单——利用透明胶带黏住高定向热解石墨,把有粘性的一面对折,再把胶带撕开,石墨薄片就会被一分为二。

不断重复这个过程,石墨片就会越来越薄,最终得到只有一层碳原子厚度的二维晶体材料石墨烯。

此后,经过近5年的发展,科研人员发现了更多制备石墨烯的方法,预示着这种新材料距离进入工业化生产领域已为时不远。

而海姆和诺沃肖洛夫也因为以开创性的试验方法制备出石墨烯这种新材料,获得了2010年诺贝尔物理学奖。

诺沃肖洛夫在接受诺贝尔奖基金会采访时,谈到制备石墨烯的想法,主要来自于两人在每周五晚上的一个小习惯——他们会在这段时间尝试以各种“粗暴”的、简单的实验方法解决复杂的科学问题,用“胶带撕开石墨”这个异想天开的想法由此诞生。

一种生物质石墨烯的制备方法[发明专利]

一种生物质石墨烯的制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011231328.6(22)申请日 2020.11.06(71)申请人 无极县世易新材料科技有限公司地址 052460 河北省石家庄市无极县里城道乡北合庄村村东1000米(72)发明人 王志军 信利敏 (74)专利代理机构 石家庄开言知识产权代理事务所(普通合伙) 13127代理人 赵俊娇(51)Int.Cl.C01B 32/19(2017.01)B82Y 30/00(2011.01)B82Y 40/00(2011.01)(54)发明名称一种生物质石墨烯的制备方法(57)摘要本发明涉及一种生物质石墨烯的制备方法,生物质石墨烯按质量比为:生物质植物秸秆果壳树脂150份、a ‑呋喃甲醇30份、谷物油酸6份和氨基磺酸3份。

制备过程为:⑴原料在反应釜预热30~35℃;⑵升温45~50℃,反应1~2小时;⑶升温80~140℃,保温2~3小时;⑷升温160~200℃,固化后取出固化物;⑸固化物到碳化炉碳化32~48小时,升温1800~2600℃进行石墨化;⑹降温至30~40℃,取出碳化物进行超声分层喷出粉末即为生物质石墨烯。

本发明充分利用了生物质植物秸秆果壳树脂新材料,优化了制备工艺条件,生产出的生物质石墨烯具有良好的力学和热稳定性能,广泛用于隔热材料等,扩大了石墨烯的用途。

权利要求书1页 说明书3页CN 112142042 A 2020.12.29C N 112142042A1.一种生物质石墨烯的制备方法,其特征是:所述生物质石墨烯按质量比为:生物质植物秸秆果壳树脂150份、a -呋喃甲醇30份、谷物油酸4~8份、氨基磺酸2~4份;所述生物质石墨烯制备过程为:⑴将原料按质量比加入到反应釜里预热到30~35℃,经过预聚合反应开始生成醇类聚物;⑵在酸性条件下靠自发热升温到40~45℃,加热升温到45~50℃,反应1~2小时,保温1~2小时;⑶升温到80~140℃,保温2~3小时;⑷升温到160~200℃,保温12~18小时,固化后取出固化物;⑸将固化物在放入高温碳化炉,升温960~1260℃碳化32~48小时;再升温1800~2600℃进行石墨化,保温1~3小时;⑹降温至30~40℃,取出碳化物进行超声分层喷出粉末,即得成品生物质石墨烯。

解读“石墨烯”

解读“石墨烯”

解读“石墨烯”作者:成会明来源:《中国科技术语》2020年第03期石墨烯(graphene)是碳单质的一种同素异形体,由碳原子以sp2杂化方式形成的六角环状二维原子晶体材料,也是以sp2杂化为主的碳质材料的基本结构单元。

理论上,石墨烯只有单个碳原子层的厚度,约0.35纳米。

实际上,人们常把10层以内的薄层石墨统称为石墨烯材料。

石墨烯译自英文“graphene”,是由graphite(石墨)和ene(烯类词尾)组合而成的名词。

2010年10月,瑞典皇家科学院宣布将2010年度诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授,以表彰他们在石墨烯方面的开创性实验研究。

这是继1996年诺贝尔化学奖授予富勒烯的发现之后,再次表彰碳材料领域的重大科学成就。

事实上,人类对石墨烯的结构并不陌生,石墨烯与石墨、金刚石一样,完全由碳原子构成。

它是由单层碳原子构成的二维蜂窝状晶体材料。

石墨烯的研究可追溯到20世纪40年代,1947年,加拿大的菲利普·华莱士首次计算了石墨烯的电子结构,发现其具有奇特的线性色散关系。

1962年,德国的汉斯-皮特·波姆将氧化石墨还原,在透射电子显微镜下观察到了原子厚度的石墨烯片。

2004年,安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫采用了简单有效的粘胶带剥離法,从石墨晶体中分离出高质量的单层和少层石墨烯,使对石墨烯性质的研究成为可能,并发现其具有半金属特性和双极性电场效应。

随后,科学家们陆续发现石墨烯具有许多独特而优异的物理、化学、力学性质,如无质量的狄拉克费米子、量子霍尔效应、极高的载流子迁移率、亚微米尺度的弹道输运特性,以及超大比表面积和极高的热导率、透光率、弹性模量与强度。

因此,石墨烯可能在信息、能源、航空、航天等领域获得重要应用,包括用于新型动力电池、高效散热膜、透明触摸屏、可穿戴设备、超灵敏传感器、智能玻璃、低损耗光纤、高频晶体管、防弹衣、轻质高强航空航天材料,等等。

什么是生物质石墨烯

什么是生物质石墨烯

什么是生物质石墨烯?
生物质石墨烯
被称为“黑金”的“新材料之王”——石墨烯,是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质。

生物质石墨烯是石墨烯大家族中的一员,它是以圣泉集团特有的植物多空活性纤维素为原料,采用基团配位组装(GCA)法,在热催化条件下经过高温碳化等高效精密的加工步骤制成。

生物质石墨烯在具有一般石墨烯的特性,如:良好热传导性、导电性之外,还具有自己的性能,如:低温远红外功能和超强抗菌抑菌性能。

生物质石墨烯内暖纤维
内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料具备超越国际先进水品的强大远红外功能集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身被誉为“划时代的革命纤维”。

其具备两大特点:
低温远红外
生物质石墨烯具备强大的低温远红外功能,经国家权威机构检测:添加不同比例的生物质石墨烯织物,可在20~35℃低能态下,对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上;强大的低能态远红外功能有助于加速皮肤表面温度,使毛细血管扩张,促进血液循环,强化各组织之间的新陈代谢,疏通经络。

抗菌抑菌
生物质石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能,其功能性织物具有吸附异味、吸湿透气等综合功能。

生物质石墨烯内暖纤维的抗菌性能结合其强大的远红外功能,激活皮肤免疫细胞功能,通过石墨烯吸附细菌细胞膜磷分子的原理,物理破坏细菌结构,达到消炎抑菌的目的。

消炎抑菌效果达到抗菌针织内衣国家标准3A级以上,洗涤后抗菌效果不衰减。

在抗菌抑菌的同时,生物质石墨烯内暖纤维不影响人体健康细胞生长发育,是真正适合保健功能服饰采用的材料。

石墨烯—黑金之王

石墨烯—黑金之王

石墨烯—黑金之王石墨烯是一种神奇的材料。

石墨烯是碳原子以六角晶格形式排列的单层原子结构,(简单来说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。

2004年,英国曼彻斯特大学的2位物理学家成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是集声、光、电、热、力、磁多种性能于一身,1)其强度胜过砖石。

是钢材的200倍,2)是世界上导电性能最好的材料,3)因为石墨烯只有一个原子厚,这使得它的柔韧性、弹性非常好。

4)是当今世界最薄的材料,厚度只有普通纸张的十万分之一。

它将被广泛应用于航天航空,高性能电子生物医疗、生态纺织等领域,科学家语言,它将彻底改变21世纪!(生物质石墨烯)---生物质石墨烯其实就是石墨烯,只是制备方法和来源不一样,采用生物质(秸秆、木质素、玉米芯等)作为原料而制成的石墨烯,其用途和采用其他物理、化学方法制备的石墨烯一样。

这是他的制备工艺,大家可以了解下。

对于纺织业来说,功能性创新和智能生态已成为服装行业转型、升级的关键,石墨烯以其独特的属性,掀起了一场纺织业颠覆式革新,广泛应用于针织服装、工作服和家纺制品。

那石墨烯织物又具有哪些特点:1、超强远红外,在20-35摄氏度,低温状态下,石墨烯对16-14um波长远红外吸收率80%以上,具有保温瓶一样的保温效果。

2、促进微循环石墨烯内含的元素能够促进血液循环,扩张血管,并且具有激化免疫细胞的功能。

3、抗菌抑菌抗菌功能和远红外功能的结合,使石墨烯能够吞噬白细胞,起到消炎抑菌的作用。

4、抗静电石墨烯强大的导电性能,可降低表面电阻率,将静电迅速泄露,同时表面润滑。

5、美观舒适石墨烯可成为人体和外界环境的过滤器,确保穿着者保持理想温度6、美体美肤强大的远红外功能,有助于加速皮肤表面温度提升,强化各组织之间的新陈代谢。

7、智能生态植入布料的石墨烯传感器能够于可穿戴电子设备相结合,能够测量收集人体健康数字。

石墨烯的概念

石墨烯的概念

石墨烯的概念
嘿,咱今儿来聊聊石墨烯呀!石墨烯这玩意儿,那可真是太神奇啦!你就想想看,它薄得跟啥似的,就一层碳原子组成,那可真是薄如蝉翼啊!但你可别小瞧了它,这小小的石墨烯,本事大着呢!
就好比说,它的导电性那叫一个厉害呀!就好像是电流在它里面畅通无阻,跑得飞快。

这要是比作咱们平时走的路,那普通的材料就是坑坑洼洼的土路,电流走起来费劲得很,而石墨烯呢,那就是笔直平坦的高速公路,电流“嗖”的一下就过去了。

它的强度也高得吓人啊!要是用石墨烯来做个什么东西,那简直就是坚不可摧。

就像武侠小说里的绝世宝剑,锋利无比又坚如磐石。

你说这要是做成个什么防护用具,那得多厉害呀!是不是感觉特别牛?
还有啊,石墨烯的导热性也特别好。

这就像是夏天里的一阵凉风,能快速把热量给带走。

要是有个什么设备发热厉害,用上石墨烯,那温度就能迅速降下来,多厉害呀!
咱平时生活里的好多东西,以后说不定都能用上石墨烯呢!比如说手机,要是用上了石墨烯,那充电速度肯定蹭蹭涨,电池也更耐用了。

还有电脑呀,运行速度也能大大提升。

这就好像给这些电子产品打了一针超强兴奋剂,让它们变得超级厉害。

你说,这石墨烯是不是就像个全能战士呀?啥都能干,啥都厉害。

这要是以后能大规模应用,那咱们的生活得发生多大的变化呀!说不定到时候,到处都是石墨烯做的东西,又好用又耐用。

我就特别期待那一天的到来,想象一下,走在大街上,到处都是石墨烯的高科技玩意儿,那场面,多壮观呀!而且呀,随着对石墨烯的研究越来越深入,肯定还会有更多让人惊叹的发现和应用。

到时候,咱们就等着享福吧,哈哈!反正我是对石墨烯充满了信心,相信它一定能给我们带来更多的惊喜和便利!。

石墨烯是什么,有什么用?

石墨烯是什么,有什么用?

石墨烯是什么,有什么用?很高兴有人问这类问题,自己本身就是学物理的,但是整天回答的好多都是脑洞问题~~石墨烯是什么?石墨烯其实它也可以叫石墨,但在一定程度上有完全等同于石墨。

因为石墨烯就是指极其薄的石墨,但是石墨烯却和石墨的性质有着巨大的不同。

所以你可以认为一层一层的石墨烯叠起来就是石墨,而厚度一毫米的石墨就可能包含300万层石墨烯,当你用铅笔轻轻在纸上划过时,其留下的痕迹就可能是几层或一层石墨烯。

石墨烯也属于二维纳米材料的一种,所谓二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺寸上自由运动(平面运动)的材料!所以这里的二维可不是指这个材料只有两个维度的空间!前面说了石墨烯就是极其薄的石墨,与之类似的还有硅烯、磷烯、锗烯等!既然用铅笔轻轻划一下就可以得到单层石墨烯,那么你可能认为单层石墨烯的制备应该会很容易!以现在的眼光去看确实很容易,但在2000左右这件事情却让众多科学家为难不已!你可能想象不到是什么方法,很low的办法简单来说就是不停的用特殊胶带粘、撕石墨薄片,直到得到单层石墨烯。

也正是因为如此英国的物理学家安德烈·盖姆和诺沃肖诺夫获得了2010年诺贝尔物理学奖项。

当然现在对于石墨烯的制备方法已经很多了,既有物理方法也有化学方法。

例如:氧化还原法、外延生长法、化学气相沉积法(CVD)等。

石墨烯有什么用?石墨烯的成功制备可以说在材料学掀起了一次革命!它具有优异的光学、电学、力学特性,因此在材料学、微纳加工、能源、生物医学等领域都有着巨大的前景。

如果从比较专业的说它的特性,石墨烯最大的优点是其独特的能带结构,它是零禁带宽度半导体。

其导电的媒介——电子,表现为室温下就能稳定存在的零质量狄拉克费米子。

这使得电子在石墨烯上传导时,能量损耗极低。

这也使得石墨烯在室温下就可观察到反常量子霍尔效应,所以它对计算机的发展尤为重要!总之,石墨烯绝对可以说是物理材料史上华丽的一页!大家有兴趣的话可以去看看维基百科,或者在知网搜一些中文综述先看看!你对石墨烯有什么认识呢?。

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什么是生物质石墨烯?
生物质石墨烯
被称为“黑金”的“新材料之王”——石墨烯,是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质。

生物质石墨烯是石墨烯大家族中的一员,它是以圣泉集团特有的植物多空活性纤维素为原料,采用基团配位组装(GCA)法,在热催化条件下经过高温碳化等高效精密的加工步骤制成。

生物质石墨烯在具有一般石墨烯的特性,如:良好热传导性、导电性之外,还具有自己的性能,如:低温远红外功能和超强抗菌抑菌性能。

生物质石墨烯内暖纤维
内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料具备超越国际先进水品的强大远红外功能集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身被誉为“划时代的革命纤维”。

其具备两大特点:
低温远红外
生物质石墨烯具备强大的低温远红外功能,经国家权威机构检测:添加不同比例的生物质石墨烯织物,可在20~35℃低能态下,对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上;强大的低能态远红外功能有助于加速皮肤表面温度,使毛细血管扩张,促进血液循环,强化各组织之间的新陈代谢,疏通经络。

抗菌抑菌
生物质石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能,其功能性织物具有吸附异味、吸湿透气等综合功能。

生物质石墨烯内暖纤维的抗菌性能结合其强大的远红外功能,激活皮肤免疫细胞功能,通过石墨烯吸附细菌细胞膜磷分子的原理,物理破坏细菌结构,达到消炎抑菌的目的。

消炎抑菌效果达到抗菌针织内衣国家标准3A级以上,洗涤后抗菌效果不衰减。

在抗菌抑菌的同时,生物质石墨烯内暖纤维不影响人体健康细胞生长发育,是真正适合保健功能服饰采用的材料。

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