石墨烯的发展概况
石墨烯发展历程
石墨烯发展历程石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构，具有极高的导电性、导热性和机械强度，被誉为“未来材料之王”。
石墨烯的发现和研究历程可以追溯到20世纪60年代，但直到2004年才被成功分离出来，随后引起了全球科学界的广泛关注和研究。
石墨烯的发现石墨烯的发现可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们通过电子显微镜观察到了一种由碳原子构成的薄膜结构，但由于当时技术条件的限制，无法对其进行深入的研究和应用。
直到2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地将石墨烯从石墨中分离出来，并发现了其独特的物理和化学性质，这一发现被誉为“二十一世纪最重要的科学发现之一”。
石墨烯的研究自石墨烯被发现以来，全球科学界对其进行了广泛的研究和探索。
研究表明，石墨烯具有极高的导电性、导热性和机械强度，可以应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
此外，石墨烯还具有良好的光学性质和化学稳定性，可以应用于光电器件、催化剂等领域。
石墨烯的应用随着石墨烯的研究不断深入，其应用领域也在不断扩展。
目前，石墨烯已经应用于电子器件、传感器、储能材料、光电器件、催化剂等领域。
其中，石墨烯在电子器件领域的应用最为广泛，可以用于制造高性能的晶体管、集成电路等器件。
此外，石墨烯还可以用于制造柔性电子器件，具有广阔的应用前景。
石墨烯的未来石墨烯作为一种具有广泛应用前景的新型材料，其未来发展前景十分广阔。
随着石墨烯的研究不断深入，其应用领域也将不断扩展。
未来，石墨烯有望应用于更多的领域，如生物医学、环境保护等领域。
此外，石墨烯的制备技术也将不断改进和完善，使其在工业化生产中得到更广泛的应用。
总结石墨烯的发现和研究历程可以追溯到20世纪60年代，但直到2004年才被成功分离出来。
自此以后，全球科学界对石墨烯进行了广泛的研究和探索，发现了其独特的物理和化学性质，并将其应用于电子器件、传感器、储能材料、光电器件、催化剂等领域。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有优异的电子、热学、力学和光学性质。
由于其独特的结构和性质，石墨烯被广泛研究和应用于多个领域。
本文将对石墨烯的应用现状及发展进行详细介绍。
一、电子学应用石墨烯的优异电子性质使其在电子学领域具有广泛应用前景。
石墨烯是一种零带隙材料，具有高载流子迁移率和高电导率，适用于制备高速晶体管和其他电子器件。
目前，石墨烯晶体管已成功制备，展现出了优异的电子传输性能。
石墨烯还可用于制备高性能柔性电子器件、传感器和光电导材料等。
二、能源应用石墨烯在能源领域的应用主要包括电池、超级电容器和太阳能电池等。
由于石墨烯的高电导率、高比表面积和优异的电化学性能，它被广泛应用于锂离子电池和超级电容器中。
石墨烯基锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和快速充放电速度等优势。
石墨烯还可以用于制备高效率的太阳能电池材料，提高光电转换效率。
三、材料科学应用石墨烯在材料科学领域的应用包括复合材料、纳米材料和柔性电子器件等。
石墨烯具有优异的力学性能和高拉伸强度，可用于制备高性能的纳米材料。
石墨烯基复合材料具有高导电性、高热导率和优异的机械性能，被广泛应用于航空航天、电子封装和结构材料等领域。
四、光学和光电器件石墨烯在光学和光电器件领域的应用主要包括光电探测器、光电二极管和激光器等。
由于石墨烯的光线吸收能力强、载流子迁移率高和透明性优良，它被广泛用于制备高性能的光电探测器和光电二极管。
石墨烯还可以用于制备紧凑型激光器，具有高功率、快速调制和窄线宽等优点。
五、生物医学应用石墨烯在生物医学领域的应用主要包括生物传感器、药物传递和组织工程等。
石墨烯具有优异的生物相容性、生物传导性和多功能性，可用于制备高灵敏度的生物传感器和药物传递系统。
石墨烯还可用于制备三维生物打印材料，促进组织的再生和修复。
石墨烯具有广泛的应用前景，在电子学、能源、材料科学、光学和光电器件以及生物医学等领域都有重要的应用。
石墨烯的发展历程PPT
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2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和 康斯坦丁·诺沃肖洛夫，从石墨中成功分离出石墨烯，而 他们分离的方法也极为简单，他们把石墨薄片粘在胶带上, 把有粘性的一面对折，再把胶带撕开,这样石墨薄片就被 一分为二。通过不断地重复这个过程,片状石墨越来越薄， 最终就可以得到一定数量的石墨烯。 十余年来，各国科研人员针对石墨烯开展了大量研究工 作，试图研制出高效、可控的制备石墨烯纳米带的技术工 艺。
石墨稀结构
• 石墨稀的基本结构单元 为有机材料中最稳定的 苯六元环，是目前最理 想的二维纳米材料。
• 理想的石墨烯结构可以看作是一层被剥离的石墨分子，每 个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形 成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电 性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料
的基本组成单元。
石墨稀和其他碳元素的区别
•
石墨可以看成是多层石墨 稀片堆垛而成。
• 碳纳米管可以看作是卷曲 圆筒状的石墨稀。 • 富勒球可以看作通过多个 六元环和五元环按照适当 顺序排列得到的。
石墨稀的性能
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石墨稀是迄今已知强度最大，厚度最小的材料，其强度 为钢的100倍，比金刚石还要坚硬，石墨中电子 最大 传输速度达到光速的三百分之一，传输速度比计算机芯片 中的硅还要快，石墨稀的室温下具有量子霍尔效应，双极 性电场效应等。
• 导电性极强: 石墨稀中的电子没有质量，电子的运动速度 超过了在其他金属单体或半导体的运动速度。石墨稀中电 子 最大传输速度达到光速的三百分之一，正因为如此， 石墨稀具有超强的导电性。
我国石墨烯产业发展概况及展望
新栅斟产业 Ｎ Ｏ． ９ ２ ０ １ ３■圈
可提 升 电极材 料 的 电导率 ， 进 而提 升 锂 离 子 电池 的充 放 电速 度 ； 同时 ， 石
表 面积 ， 在结 构上每个 单层石墨烯晶体
有 不 可 比拟 的优 势 ， 它 更环 保 、 更 便 宜， 也更耐用 。 当前 已有 多家公 司制造 出了样 品 ， 预计石 墨 烯触摸 屏在 近 一
苛 刻， 成本非常高。 氧化 石 墨 还 原 法
石 墨 烯 的某 些 特 殊 属 性 （ 量 子 霍 尔 效 应等 ） ， 在 气相 沉 积法 制 备 的石 墨
烯 中观 察 不 到 ， 说 明 气 相 沉 积 法 的
于碳纳米管。 普通碳纳米管的导热系数可 达３ ５ ０ ｏ ｗ／ ｍ・ Ｋ， 各种金属中导热系数相
呈蜂 巢 晶格 的 平面 薄膜 结构 ， 而在 原 子 尺度 上其 结 构十 分特 殊 ， 只 能用相
对 论量 子力 学 才能 描绘 。 由于结 构 上
④超大 比表面 积 ： 由于 单层石 墨
会 降低 石 墨 烯 特 殊 属 性 。 化 学 气 相 沉积（ Ｃ ＶＤ） 是 目前工 业上 应用 最广 泛 的一 种规 模 化沉 积 半导 体 薄 膜 的
（ ｓｉ Ｃ） 为 原料 ， 在 超 高 温 和 超 高 真 空的条件 下蒸发 除去硅原子 ， 剩 下 的碳 原 子 在 原 来 的碳 化 硅 单 晶 面 上
通 过结 构 重 排 形 成 单层 或多 层 石 墨 烯。 这 种 方 法 可 以 得 到 尺寸 较 大 、 质
备 的最 终 产 品 的实 际性 能 与 理论 值 有很大差距 。 气 相 沉积 法 是 石 墨 烯 另 一 个 相 对 较成 熟 的 制 备 方 法 ， 主
石墨烯的发展历程
石墨烯的发展历程
石墨烯是一种由碳构成的单层平面结构材料，具有杰出的物理和化学特性，成为材料科学领域的焦点研究对象。
其发展历程可以追溯到20世纪30年代，但在那个时候由于科技条件的限制，对石墨烯的认识还十分有限。
直到2004年，石墨烯的真正探索才开始。
当时，两位英国科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在实验室中通过用胶带撕离石墨结晶体，成功地制备了单层厚度的石墨烯。
他们发现，这种新型材料具有出色的导电性和强韧性，引起了学术界的广泛关注。
2005年，中国科学院的一组科学家也成功制备了石墨烯，他们使用了一种新的方法，将石墨氧化后通过化学还原的方式制备出石墨烯材料。
这种方法相对简单且可大规模生产，为石墨烯的研究和应用提供了更多可能性。
在接下来的几年里，石墨烯的研究迅速发展。
科学家们对其特性进行了深入研究，发现石墨烯具有极高的电子迁移率、热导率和机械强度。
这使得石墨烯有望应用于电子器件、传感器、能源存储等领域。
随着石墨烯的潜力逐渐被认识到，研究热潮越来越高涨。
2007年，两位英国科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因为他们在石墨烯研究方面的突破性工作而获得诺贝尔物理学奖，这进一步推动了石墨烯研究的发展。
如今，石墨烯的应用领域已经相当广泛。
除了科学研究领域外，石墨烯还已应用于可穿戴设备、柔性电子器件、环境监测等领域。
科学家们仍在不断研究、探索石墨烯的新特性和新应用，相信它将在未来的科技领域中发挥重要作用。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种由碳原子形成的二维薄膜，具有单层结构、高比表面积、强的力学特性和电学特性等优良性质。
自2004年石墨烯被发现以来，人们已经发现了其在许多领域的广泛应用前景，包括电子学、能源、生物医学、化学催化和材料等领域。
本文将就石墨烯的现状及未来发展做一个概括性介绍。
1. 电子学应用石墨烯是电子迁移速度最快的材料之一，这使得石墨烯在电子学领域具有广阔的应用前景。
石墨烯的电学性质主要基于电荷移动和相互作用，它在高频电子器件、太阳能电池、柔性电子学和传感器等应用方面都有潜力。
2. 能源应用石墨烯的高电导性和低电子转移电阻使其成为能源存储材料的理想候选者。
石墨烯和其衍生物已在超级电容器、锂离子电池、燃料电池和太阳能电池等能源体系中被成功应用，同时还有石墨烯纳米线、石墨烯石墨烯氧化物等材料也正逐渐被广泛应用于新型能源系统中。
3. 生物医学应用石墨烯因其具有优异的生物相容性、生物功能化进一步拓展了它在生物医学领域的应用。
石墨烯在生物成像、控制释放和药物传递等方面发挥着重要作用。
石墨烯的电学和热学性质、强半导体特性使其成为一种重要的生物传感器，被用于在应用生物医学和生化传感领域的研究。
4. 化学催化石墨烯的高比表面积和化学稳定性赋予了它在催化领域的应用潜力。
石墨烯可以与不同的催化剂相结合形成多种复合材料，这些复合物在氧化还原催化、光催化和热催化等领域中拥有良好的应用前景，可以在催化剂的降低、催化过程的高选择性和催化剂重复利用等方面发挥重要作用。
5. 材料应用石墨烯的高比表面积和高电导率使得它成为一种理想的复合材料和增强材料，目前已经被广泛应用于汽车和航空领域等。
石墨烯纳米管等复合材料已经被用于制备纳米传感器，同时在消费电子、高性能运动器材等领域得到了广泛应用。
石墨烯的应用前景非常广泛，但是现有工艺、设备等硬件条件限制了大规模石墨烯材料的生产。
同时，石墨烯具有较高的价格，这也限制了其在一定程度上的应用。
石墨烯技术产业现状及发展建议
石墨烯技术产业现状及发展建议1 石墨烯技术产业：现状及发展建议石墨烯是一种具有罕见性能的单层原子层碳材料，2018年被国际认可并列入《国际材料科学与工程术语》，是一种具有重要的基础理论和应用价值的新型功能性材料，其中很多应用前景令人振奋。
石墨烯技术产业目前在材料、仪器、制造及设备、电子零部件、电池及储能、高速隧道及地下管道、建筑材料、生物医疗、海洋技术、传感器、汽车行业有着广泛的应用，同时在比较早期石墨烯的发展过程中，我国石墨烯技术产业也取得了突飞猛进的发展，2018年我国石墨烯行业综合市场规模已达20.2亿元，2019年市场规模仍在持续上升的态势，预计到2020年市场规模将超过50亿元。
然而，石墨烯技术产业仍面临着系统性发展困境。
从制造过程中质量控制、研发石墨烯应用遇到的基础科学未解决问题以及国内产业链发展缓慢等方面，已经明显阻碍了石墨烯产业的发展步伐。
针对石墨烯技术产业这些发展困境，其发展建议如下：（1）推动到产业化。
政府应支持石墨烯在基础理论与原材料研发、应用领域的技术和工艺的创新，加快现有石墨烯关键材料、设备和半成品行业的企业化、产业化发展。
（2）发展价值链。
不断优化我国石墨烯的价值链结构，加快从原料到半成品到成品的转化过程，研发先进的端到端解决方案。
（3）建立发展团队。
着力培养高端石墨烯技术研发人才，建立专业服务团队，加强市场营销服务，以实现石墨烯技术及应用的深入开发和实践。
总的来说，石墨烯技术的发展潜力巨大，政府需要继续支持其在基础理论与原材料研发、应用领域的技术和工艺的创新，培育多元发展团队，极大地提升石墨烯产业资源整合能力，最终让石墨烯技术得以全面应用。
石墨烯的应用前景与发展
石墨烯的应用前景与发展石墨烯是一种单层厚度仅为一个原子的碳材料，被认为是未来的基础材料之一。
自从2004年首次被发现以来，石墨烯一直在各个领域内引起了极大的关注和研究。
这种材料的强度、导电性能、热传导性能以及吸附性能等都表现出非常优异的特性，这使得石墨烯有着巨大的应用潜力。
作为高强度材料，石墨烯被广泛应用于制造强度更高的材料。
例如，在航空航天领域，石墨烯可以用来制造更轻型、更坚固的航空器件。
此外，石墨烯还可以用于制造更坚固的车身材料和高强度钢材，提高汽车行驶的安全性能。
在建筑领域，石墨烯可以用于加固混凝土结构，增强建筑物的耐久性和抗震性能。
另外，石墨烯也为电子学、光学和能源领域带来了巨大的机遇。
在电子学领域，石墨烯的高导电性能使得它可以用于搭建更小的电路和更快的微处理器。
而在能源领域，石墨烯的高吸附性能和高面积使其成为了电池和储能材料的备选材料。
另外，石墨烯还可以用于制造高效的太阳能电池和光电器件。
除了以上几个领域，石墨烯还可以应用于电化学传感器、生物医学传感器和水处理。
在环境方面，石墨烯的吸附性能能够将有害的气体、有机物和金属离子过滤掉，使其在水处理和空气净化方面有极其广泛的潜力。
在生物医学传感器方面，石墨烯的生物相容性以及高灵敏度和选择性，让它有望应用于血糖和血液测试和生命体征监测等方面。
虽然目前石墨烯的研究还处在理论和实验阶段，但是它无疑是未来的基础材料之一，其应用前景是十分广阔和巨大的。
目前，许多国家和公司都在举全力开发石墨烯的应用技术，由此可见其具有的非常巨大的市场潜力和商业价值。
相信不久的将来，石墨烯会成为现代工业和日常生活中必不可少的材料。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展1. 引言1.1 石墨烯介绍石墨烯，是一种由碳原子构成的二维晶体结构材料，呈现出单层厚度的特性。
它具有许多惊人的特性，如极高的导电性、热导性和机械强度，使其被誉为“21世纪的黑金”。
石墨烯的碳原子排列形成了六角形的晶格结构，使其具有出色的导电性和导热性。
石墨烯还具有极高的强度和柔韧性，是一种非常轻巧而且坚韧的材料。
石墨烯的发现可以追溯到2004年，由英国曼彻斯特大学的研究团队首次成功剥离出石墨烯单层，并证明了它的存在。
这项突破性的发现为石墨烯的研究开辟了新的领域，吸引了全球各地的科学家、工程师和企业家的关注和投入。
自此以后，石墨烯在各个领域的应用潜力被不断挖掘和发掘，成为科技领域的热点之一。
1.2 石墨烯的发现石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构材料，厚度仅为一纳米，是迄今为止发现的最薄、最坚固、最导电的材料之一。
石墨烯最早是由英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年成功分离出来。
他们是通过用胶带将石墨片一层一层地剥离，最终得到了单层厚度的石墨烯。
这项突破性的发现为石墨烯的研究开辟了新的篇章，也为后续的研究奠定了基础。
石墨烯的发现引起了全世界科研人员的广泛关注和研究热情，在材料科学、物理学、化学等领域掀起了一股研究热潮。
石墨烯的特殊结构和优异性能使其具有广阔的应用前景，在电子、光电、生物医学、材料等领域都有潜在的应用价值。
随着科技的不断进步和创新，石墨烯的潜力也将不断被挖掘和拓展，相信石墨烯将在未来发展中展现出更加广阔的前景。
2. 正文2.1 石墨烯在电子领域的应用石墨烯在晶体管、场效应晶体管（FET）和集成电路等方面展现出强大的潜力。
石墨烯晶体管可以实现更高的开关速度和更低的功耗，进一步推动晶体管技术的发展。
石墨烯的柔性和透明性也为柔性电子器件的制备提供了新的可能性。
石墨烯还可以用于制备高频率的微波器件、传感器和光电探测器等。
石墨烯行业调研报告
石墨烯行业调研报告石墨烯是由碳原子通过特定的制备方法形成的具有单层结构的二维材料。
由于其独特的物理、化学特性，石墨烯被广泛应用于电子、能源、生物医学和材料科学等领域。
本调研报告对石墨烯行业进行分析，总结其市场规模、应用领域和发展趋势。
首先，石墨烯市场规模逐年增长。
根据市场研究机构的数据显示，全球石墨烯市场规模从2017年的约2.5亿美元增长到2020年的约4.52亿美元，年复合增长率达到13.6%。
主要驱动市场增长的因素包括新能源技术的发展、电子产品的不断更新换代以及对高性能材料的需求。
其次，石墨烯应用领域广泛。
石墨烯在电子领域的应用是其最主要的市场，主要包括柔性电子、传感器、电池和超级电容器等方面。
此外，石墨烯还被广泛应用于能源领域，如太阳能电池、储能系统和燃料电池等。
在生物医学领域，石墨烯被用作药物输送、基因分析和组织修复的载体等。
此外，石墨烯还被应用于材料科学领域的纳米复合材料、涂层材料和增强材料等。
最后，石墨烯行业的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，石墨烯材料的合成技术将逐渐成熟，生产成本将降低，从而推动市场规模扩大。
其次，随着对石墨烯电子学、自旋电子学和谷子束学的深入研究，石墨烯在电子器件领域的应用有望实现突破。
此外，石墨烯的体系和二维材料的相互作用研究也将为新能源设备和传感器的研发提供新的思路和方法。
综上所述，石墨烯行业市场规模逐年增长，应用领域广泛。
在未来几年，石墨烯行业将进一步发展，合成技术逐渐成熟，应用领域不断扩展。
石墨烯作为一种具有巨大潜力的材料，在电子、能源、生物医学和材料科学等领域都有着广阔的发展前景。
石墨烯发展历程
石墨烯发展历程石墨烯是一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶格结构的材料。
它的发展历程可以追溯到2004年，当时两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在使用普通胶带剥离石墨时发现了这种材料。
在他们进行实验时，他们注意到普通胶带从石墨表面剥离时形成了非常薄的薄膜。
通过进一步的研究，他们发现这些薄膜是由一个原子层的石墨组成，这就是后来被称为石墨烯的材料。
他们的发现在科学界引起了巨大的轰动，因为石墨烯具有许多独特的性质。
它是一个单层的纳米材料，但非常坚固和耐热。
石墨烯的电导率很高，且能够承受非常高的电流密度。
此外，石墨烯还具有优异的光学性质，对于光的吸收和发射具有高效率。
从2004年开始，石墨烯的研究就迅速发展起来。
科学家们开始研究如何大规模制备石墨烯，并发现了一种称为化学气相沉积的方法。
这种方法将碳气体在高温下沉积在基底上，形成石墨烯薄膜。
这种方法可以实现大规模生产，并且薄膜的质量相对较高。
随着对石墨烯的研究不断深入，科学家们发现了更多的应用潜力。
石墨烯被用于制造超级电容器、柔性电子器件和导热材料等。
它还可以用作传感器、催化剂和给药系统等。
虽然石墨烯有很多独特的性质和应用潜力，但要将其应用到实际中仍然面临一些挑战。
其中之一是大规模制备的问题，目前还没有实现低成本高质量的生产方法。
此外，石墨烯的集成和封装也是一个挑战，这对于将其应用到电子器件中非常重要。
鉴于石墨烯的独特性质和应用潜力，科学家们对其进行的研究仍在不断发展。
未来，有望看到更多的石墨烯应用于电子、能源和生物医学领域，并带来革命性的变化。
石墨烯行业报告
石墨烯行业报告石墨烯是一种新型的碳材料，具有独特的结构和性能，被誉为21世纪的“黑金”。
自2004年被发现以来，石墨烯已经引起了全球范围内的广泛关注，被认为是未来科技领域的重要突破之一。
本报告将对石墨烯行业的发展现状、市场规模、应用领域以及未来发展趋势进行深入分析。
1. 石墨烯行业的发展现状。
石墨烯作为一种新兴材料，其研发和产业化进程仍处于起步阶段。
目前，全球范围内的石墨烯产业主要集中在美国、英国、中国等国家和地区。
在研发方面，各国科研机构和企业纷纷投入大量资金和人力资源进行石墨烯的研究，取得了一系列重要的科研成果。
在产业化方面，石墨烯的商业化应用仍面临诸多挑战，但也取得了一些进展。
2. 石墨烯行业的市场规模。
随着石墨烯技术的不断成熟，石墨烯市场规模逐渐扩大。
据统计，2019年全球石墨烯市场规模达到了约2.5亿美元，预计未来几年将保持较快的增长速度。
石墨烯在电子、材料、能源、医疗等领域的应用需求不断增加，为石墨烯市场的扩大提供了有力支撑。
3. 石墨烯行业的应用领域。
石墨烯具有优异的导电、导热、机械强度等性能，被广泛应用于电子器件、材料改性、能源存储、生物医药等领域。
在电子器件方面，石墨烯可以制备出高性能的柔性显示屏、传感器、光伏电池等产品；在材料改性方面，石墨烯可以提高材料的强度、导热性和阻燃性能；在能源存储方面，石墨烯可以制备出高性能的锂离子电池、超级电容器等产品；在生物医药方面，石墨烯可以用于药物输送、诊断成像等应用。
4. 石墨烯行业的未来发展趋势。
未来，石墨烯行业将继续保持快速发展的态势。
随着石墨烯技术的不断进步，石墨烯的成本将进一步降低，应用领域将进一步拓展。
同时，石墨烯与其他材料的复合应用也将成为未来的发展趋势，为石墨烯行业带来新的增长点。
此外，政府的支持政策和产业链的完善也将促进石墨烯行业的健康发展。
综上所述，石墨烯作为一种新型材料，具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大，石墨烯行业将迎来更加广阔的发展空间。
石墨烯技术产业现状及发展建议
01 引言
03 发展建议 05 未来展望
目录
02 产业现状 04 案例分析 06 参考内容
引言
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，因其具有良好的导电性、高热导率、 高强度和柔韧性等特性，被认为是未来新材料领域的明星。随着石墨烯技术研究 的深入，石墨烯技术产业也得到了迅速发展。本次演示将介绍石墨烯技术产业的 现状及发展建议。
产业现状
自石墨烯首次被发现以来，各国政府和企业纷纷投入巨资进行研究和开发。 目前，石墨烯技术产业已经初具规模，但还存在一些问题。
1、产业规模较小。目前，石墨烯技术产业还处于发展初期，产业链尚未完 全形成，企业数量较少，且规模普遍较小。
2、技术水平不高。尽管石墨烯技术已经取得了很大的进展，但是仍然存在 许多技术难题，如制备成本高、质量不稳定等问题，这些问题制约了石墨烯技术 的进一步应用。
挑战：
1、制备成本高。目前石墨烯材料的制备成本较高，限制了其在一些领域的 应用。因此，需要采取有效措施降低制备成本，提高产量和品质。
2、技术转化难度大。虽然石墨烯材料的研究已经取得了很大的进展，但是 在实际应用中仍然存在一定的技术转化难度，需要加强产学研合作，加快技术转 化进程。
3、行业规范缺失。由于石墨烯技术产业属于新兴产业，目前仍缺乏完善的 行业规范和标准体系，需要加强宏观调控和行业自律，避免低水平重复建设和资 源浪费。
一、我国草莓产业现状
1、草莓的起源和种植范围
草莓原产于欧洲和北美地区，自20世纪初开始在我国种植。目前，我国草莓 种植范围遍布全国，主要集中在河北、山东、辽宁、江苏、安徽、四川等地。随 着市场需求不断增加，草莓种植面积也在逐年扩大。
2、草莓市场需求情况
石墨烯发展史
石墨烯发展史
石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有出色的导电性、热导性和力学性能。
以下是石墨烯发展的主要历程：
1947年：
•基础石墨烯概念首次出现在《The Chemistry of Graphene》一书中，但当时并未引起广泛注意。
1986年：
•石墨烯的基本结构被苏联物理学家Andrey Geim和Konstantin Novoselov首次绘制，但并没有引起广泛关注。
2004年：
•Geim和Novoselov再次在它们的实验中分离出石墨烯，并通过在硅衬底上用普通胶带剥离石墨层的方法，成功地制备了单层
石墨烯。
他们的研究发表在《Science》杂志上，引起了科学界
的广泛关注。
2005年：
•Geim和Novoselov因在石墨烯研究方面的贡献而获得诺贝尔物理学奖。
这一时刻被认为是石墨烯领域的重要突破。
2006年：
•美国科学家成功合成出石墨烯纳米带（graphene nanoribbons），这是一种石墨烯的窄条形结构，具有特殊的电学性质。
2008年：
•科学家首次在石墨烯上制造出晶体管，这一技术为未来的电子
器件提供了潜在应用。
2010年：
•石墨烯的研究逐渐扩展到其他领域，如光学、生物医学、能源存储等。
2014年：
•石墨烯领域的商业化逐渐加速，各种石墨烯应用产品开始进入市场。
未来：
•石墨烯仍然是一个活跃的研究领域，科学家们正在探索更多潜在的应用，并努力解决在大规模生产和应用中面临的挑战。
总体而言，石墨烯的发展历程表明它是一种具有巨大潜力的材料，有望在未来改变许多领域的技术和产业。
石墨烯的应用前景及未来发展
石墨烯的应用前景及未来发展石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，具有高度的力学强度、导电性和热传导性等特性，被誉为“二十一世纪的奇迹材料”。
自2004年被发现以来，石墨烯在诸多领域取得了重大突破，未来其应用前景更为广阔。
本文将探讨石墨烯在能源、环保、医疗、电子、材料五大领域的应用前景及未来发展。
一、能源领域石墨烯在能源领域的应用主要包括太阳能电池、储能材料、燃料电池等方面。
石墨烯的高导电性和良好的导热性使其成为制作高效太阳能电池的材料之一。
同时，石墨烯的大表面积和高比表面积使其成为制作高效储能材料的理想选择。
另外，在燃料电池中，石墨烯的导电性和热传导性可以优化燃料电池的性能，并延长其使用寿命，具有重要应用价值。
二、环保领域石墨烯在环保领域的应用主要包括污染物检测、废水处理等方面。
由于其极高的表面积和出色的电化学性能，石墨烯可以作为高灵敏的传感器材料，配合其与不同物质之间的化学及生物相互作用，可以检测并分析各种污染物质。
同时，利用石墨烯的过滤功能和分离性能，可以将废水中的杂质进行有效去除和分离，使得废水得到有效治理和再利用。
三、医疗领域石墨烯在医疗领域的应用主要包括智能药物输送、生物成像、医疗纳米材料等方面。
具有高度特异性和生物相容性的石墨烯纳米材料可以作为新型药物输送系统，帮助药物在体内更加准确地定位和释放。
此外，基于石墨烯材料的荧光探针可以在疾病检测和生物成像方面发挥重要作用，实现常规影像诊断的超越。
四、电子领域石墨烯在电子领域的应用主要包括电子器件、柔性电子等方面。
石墨烯具有较高的电子迁移率以及极薄的厚度，这些特点使其成为制作高性能电子器件的理想材料。
同时，石墨烯的柔性性使其适用于制作柔性电子，为可穿戴显示、柔性传感器等领域带来了新的发展机遇。
五、材料领域石墨烯在材料领域的应用主要包括复合材料、涂层材料等方面。
将石墨烯纳入复合材料中，可以显著提高其性能，并拓展其应用范围。
例如，将石墨烯与基板材料复合，可以提高基板的力学强度和耐磨性，同时还可以提高复合材料的导电性和导热性。
中国石墨烯行业现状及发展趋势分析
中国石墨烯行业现状及发展趋势分析一、石墨烯产业概述1、石墨烯的定义及分类石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
目前，石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
石墨烯分类2、石墨烯的制备方法石墨烯粉体和石墨烯膜在制备方法上有显著差异。
总体来看，石墨烯的制备方法包括物理法、化学法和生物法。
其中，物理法主要有机械剥离法、液相剥离法和气相剥离法；化学法包括氧化还原法、气相沉积法（CVD）和SiC外延生长法；生物法包括氧化还原法。
石墨烯粉体主要由机械剥离法、液相剥离法、气相剥离法和氧化还原法制备，石墨烯膜主要由机械剥离法、气相沉积法（CVD）和外延生长法制备。
从技术成熟度和规模量产的角度看，氧化还原法下，石墨烯粉体的层数最少，并且工艺流程相对简单；CVD法下石墨烯膜的尺寸最大，因此成为产业化和发展前景较好的两个方向。
石墨烯粉体和薄膜的参数对比二、石墨烯行业发展相关政策中国石墨烯行业现状呈现出快速发展的趋势。
中国在石墨烯研发和产业化方面处于全球领先地位，并逐渐形成了完整的石墨烯产业链。
国家及地方政府的支持为石墨烯行业提供了重要保障。
政府通过出台相关政策和规划，加大对石墨烯研发和产业化的支持力度，为行业发展提供了强有力的后盾。
石墨烯行业发展相关政策相关报告：产业研究院发布的《2024-2030年中国石墨烯行业发展运行现状及投资潜力预测报告》三、石墨烯行业产业链1、石墨烯行业产业链结构图石墨烯行业产业链上游主要包括石墨、碳化硅、甲烷、乙烯等原材料，设备主要有化学气相沉积工艺设备、机械剥离工艺用设备、纤维工艺用设备等；中游涉及石墨烯粉体、石墨烯薄膜等；下游主要应用于移动设备、航空航天、新能源电池等领域。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶格结构材料，是一种新型的纳米材料，具有优异
的导热、导电、机械性能以及光学特性。
自2004年以来，石墨烯就被科学界认为是一种具有巨大应用潜力的材料，因此石墨烯的应用现状及发展备受关注。
目前，石墨烯的应用已经进入了实际阶段，尤其是在电子器件领域。
石墨烯能够制成
高性能的晶体管和逻辑门电路，已经在柔性电子、触摸屏、光电探测器等领域得到了广泛
的应用。
石墨烯的应用还在不断扩展，逐渐涉及到了材料、能源、生物医学等领域。
石墨
烯可以用于制造高性能的锂离子电池电极材料，提高电池的充放电速度和循环寿命。
石墨
烯还可以用于制造高性能的太阳能电池材料，提高太阳能转换效率。
在生物医学领域，石
墨烯还可以用于制造生物传感器、药物载体等，具有广泛的应用前景。
石墨烯的发展还面临着一些挑战和问题。
目前石墨烯的大规模制备技术仍然不够成熟，生产成本相对较高。
石墨烯的材料结构复杂，对生产工艺和设备要求较高，生产过程中易
出现杂质和结构缺陷，影响材料性能。
石墨烯的安全性和环境影响问题也需要引起重视，
尚需进一步开展相关研究。
为了进一步推动石墨烯的应用和发展，需要加大对石墨烯材料的研究和开发投入，推
动石墨烯的大规模制备技术，提高材料的性能和稳定性。
还需要加强石墨烯的安全性和环
境影响研究，确保石墨烯材料的安全应用。
预计未来石墨烯的应用范围还会进一步扩大，
涉及到更多领域，为人类社会带来更多福祉和进步。
石墨烯的发展历程
石墨烯的发展历程石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维晶体结构，具有超强的导电性、热导性和机械性能，以及出色的光学和电子特性。
石墨烯的发展历程可以追溯到20世纪40年代早期，当时科学家们首次理论上预测了石墨烯的存在。
然而，由于缺乏实验证据和制备方法，直到最近几十年才有了石墨烯的真正突破。
石墨烯的实验发现可以追溯到2004年，由英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫等科学家发现。
他们使用一种简单的“黏性带状法”制备出了石墨烯。
通过将碳原子从石墨晶体中剥离出来，他们成功地获得了具有二维结构的石墨烯材料，并在实验中发现了它的独特性质。
随着石墨烯的发现，科学家们开始对其进行深入研究。
在随后的几年里，他们进一步发展了一系列制备石墨烯的方法，包括机械剥离法、化学还原法和化学气相沉积法等。
这些方法极大地推动了石墨烯的研究和应用领域的发展。
石墨烯的发展历程中还面临了许多挑战和困难。
首先，石墨烯的单层结构非常难以制备和稳定，容易在制备过程中出现损伤和结构缺陷。
其次，长期以来，科学家们一直没有找到一种有效的方法来大规模制备石墨烯材料。
这对于实际应用来说是一个巨大的障碍。
然而，随着时间的推移，科学家们逐渐克服了这些困难。
他们发展出了一系列新的制备方法和处理技术，使得石墨烯的质量和稳定性得到了极大的提高。
同时，科学家们还发现了石墨烯的许多新特性和应用领域。
石墨烯的发展也引起了广泛的关注和兴趣。
它被认为是一种具有广阔应用前景的新材料，可以应用于电子、光电、能源存储和传感器等领域。
石墨烯的独特性能使得它成为了科学界和工业界的研究热点。
在未来，石墨烯的发展仍将面临许多挑战和困难。
科学家们需要进一步了解石墨烯的物理和化学性质，寻找新的应用领域，并开发更有效的制备和处理方法。
同时，科学家们也需要考虑石墨烯的环境和安全性问题，以确保其可持续发展和应用。
总之，石墨烯的发展历程经历了多年的努力和研究。
石墨烯的发现和研究为科学界带来了许多新的发现和突破，在许多领域都具有广阔的应用前景。
石墨烯技术发展史
石墨烯技术发展史石墨烯是一种由石墨片层组成的二维材料。
它具有许多独特的物理特性，如高的电导率、极薄的层厚度、高强度和超高的比表面积等。
自从2004年石墨烯首次被制备出来，这一领域的研究进展非常迅速，开发出了许多新的制备方法和应用领域。
下面将简要介绍石墨烯技术的发展史。
2004年，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过机械削离的方法首次制备出了石墨烯。
他们用胶带从普通石墨中剥离出单层石墨烯，并通过电子显微镜证实了单层结构。
这一重大发现为石墨烯研究打下了基础，并在同年发表于《科学》杂志，成为新颖材料领域里的里程碑。
随着石墨烯的制备方法不断发展，石墨烯的应用领域也不断扩大。
2006年，路易斯·布拉格等人发明了一种新的制备方法，即化学气相沉积法(CVD)。
这种方法可以在大面积的基底上制备出石墨烯，因此非常适合于电子学、传感器和太阳能电池等领域的应用。
2009年，斯蒂芬·霍普金斯等人证实了石墨烯具有极高的电导率和强烈的电子色散。
这些特性使得石墨烯成为了新型的电子和光学器件材料的最佳选择，并引发了各种基于石墨烯的电子器件的研究。
除了电子学方面的应用外，石墨烯还具有很多其他应用领域。
2010年，瓦图·穆尔等人成功地将石墨烯应用于电池领域，制造出了石墨烯复合材料，这些材料具有较高的导电性和耐用性，可用于高性能电池的制造。
2012年，康奈尔大学研究团队成功地将石墨烯应用于滤水器领域。
他们发现，石墨烯膜具有极高的通量和选择性，可用于高效和环保的水处理技术的制造。
近年来，随着石墨烯的不断发展，石墨烯在能源、材料、生物医学等领域中的应用也越来越广泛。
人们相信，随着石墨烯技术不断的突破，它将在未来的许多领域中发挥更大的作用。
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2015年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:复合材料专题报告学生所在院（系）:航天学院学生所在学科:工程力学学生姓名:刘猛雄学号:15S018001学生类别:学术型考核结果阅卷人1 石墨烯的制备 (3)1.1 试剂 (3)1.2 仪器设备 (3)1.3 样品制备 (4)2 石墨烯表征 (4)2.1 石墨烯表征手段 (4)2.2 石墨烯热学性能及表征 (6)2.2.1 石墨烯导热机制 (6)2.2.2石墨烯热导率的理论预测与数值模拟 (6)2.2.3 石墨烯导热性能的实验测定 (7)3 石墨烯力学性能研究 (9)3.1石墨烯的不平整性和稳定性 (10)3.2 石墨烯的杨氏模量、强度等基本力学性能参数的预测 (11)3.3石墨烯力学性能的温度相关性和应变率相关性 (12)3.4 原子尺度缺陷和掺杂等对石墨烯力学性能的影响 (13)石墨烯的材料与力学性能分析石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点，石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料。
2004年Geim等用微机械剥离的方法成功地将石墨层片剥离, 观察到单层石墨层片, 这种单独存在的二维有序碳被科学家们称为石墨烯。
2004 年英国科学家首次制备出了由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体—石墨烯，其厚度只有0.3354 nm,是目前世界上发现最薄的材料。
石墨烯具有特殊的单原子层结构和新奇的物理性质:强度达130GPa、热导率约5000 J/(m²K²s)、禁带宽度乎为零、载流子迁移率达到2³105 cm2/(V²s)、高透明度(约97.7%)、比表面积理论计算值为2630 m2/g,石墨烯的杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)与碳纳米管相当,它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列性质。
在过去几年中,石墨烯已经成为了材料科学领域的一个研究热点。
为了更好地利用石墨烯的这些特性,研究者采用了多种方法制备石墨烯。
随着低成本可化学修饰石墨烯的出现,人们可以更好地利用其特性制备出不同功能的石墨烯复合材料。
1 石墨烯的制备石墨烯的制备从最早的机械剥离法开始逐渐发展出多种制备方法,如:晶体外延生长法、化学气相沉积法、液相直接剥离法以及高温脱氧和化学还原法等。
我国科研工作者较早开展了石墨烯制备的研究工作。
化学气相沉积法是一种制备大面积石墨烯的常用方法。
目前大多使用烃类气体(如CH4、C2H2、C2H4等)作为前驱体提供碳源，也可以利用固体碳聚体提供碳源,如Sun等利用化学气相沉积法将聚合物薄膜沉积在金属催化剂基体上,制备出高质量层数可控的石墨烯。
与化学气相沉积法相比,等离子体增强化学气相沉积法可在更低的沉积温度和更短的反应时间内制备出单层石墨烯。
此外晶体外延生长法通过加热单晶6H-SiC 脱除Si,从而得到在SiC表面外延生长的石墨烯。
但是SiC晶体表面在高温过程中会发生重构而使得表面结构较为复杂,因此很难获得大面积、厚度均一的石墨烯。
而溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点也越来越受研究人员的关注。
相比于其他方法，通过有机合成法可以制备无缺陷且具有确定结构的石墨烯纳米带。
1.1 试剂细鳞片石墨(青岛申墅石墨制品厂,含碳量90%-99.9%，过200 目筛)，高锰酸钾(KMnO4，纯度≥99.5%)，浓硫酸(H2SO4, 纯度95.0%-98.0%)，过氧化氢(H2O2, 纯度≥30%), 浓盐酸(HCl, 纯度36.0%-38.0%)均购自成都市科龙化工试剂厂;氢氧化钠(NaOH, 纯度≥96%)购自天津市致远化学试剂有限公司;水合肼(N2H4²H2O, 纯度≥80%)购自成都联合化工试剂研究所. 实验用水为超纯水(>10 MΩ²cm).1.2 仪器设备恒温水浴锅(DF-101型,河南予华仪器有限公司), 电子天平(JT2003型,余姚市金诺天平仪器有限公司),真空泵(SHZ-D(Ⅲ)型,巩义市瑞德仪器设备有限公司),超声波清洗器(KQ5200DE型, 昆山市超声仪器有限公司),离心机(CF16RX型, 日本日立公司),数字式pH计(PHS-2C型,上海日岛科学仪器有限公司),超纯水系统(UPT-II-10T型,成都超纯科技有限公司)。
1.3 样品制备采用改进的Hummers法制备氧化石墨。
将1g石墨、23 mL98%浓硫酸置于100 mL烧杯中混合均匀并置于冰浴中,搅拌30min,使其充分混合,称取4gKMnO4加入烧杯中继续搅拌1h后, 移入40°C的温水浴中继续搅拌30min;向烧杯中加入蒸馏水,控制温度在100°C以下将反应液稀释至80-100mL后加适量5%H2O2,趁热过滤,用5%HCl和蒸馏水充分洗涤至接近中性, 过滤, 60°C烘干,得到氧化石墨。
在烧杯中配制pH为11的NaOH溶液,将氧化石墨研碎,加入烧杯中配制0.3g³L-1氧化石墨悬浮液100mL,置于超声波清洗器中在200W功率下超声30 min,离心处理除去其中少量杂质,得到均质稳定的氧化石墨烯胶状悬浮液;向离心后的氧化石墨烯胶状悬浮液中加入0.5 mL水合肼, 90°C恒温反应10h,得到稳定的石墨烯胶状悬浮液。
采用微孔滤膜(材料:混合纤维膜,规格: D100mm,孔径: 0.22μm)过滤氧化石墨烯及石墨烯悬浮液,通过加入悬浮液的量控制薄膜厚度。
过滤后将薄膜连同滤膜一起置于烘箱中于60°C烘干, 然后将薄膜从滤膜揭下,得到氧化石墨烯和石墨烯薄膜样品。
2 石墨烯表征2.1 石墨烯表征手段对样品进行了表征分析，主要有光学电子显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（HRTEM）、拉曼散射（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外−可见光光(UV−Vis)。
光学电子显微镜（OM）：光学显微镜是快速简便表征石墨烯层数的一种有效方法。
Geim 等发现采用涂有氧化物的硅片作为衬底，调整硅的厚度到300nm，在一定波长光波的照射下，可以利用衬底和石墨烯的反射光光强的不同所造成的颜色和对比度差异来分辨层数。
Roddaro等研究表明单层石墨烯和衬底对光线能够产生一定的干涉，有一定的对比度，因而在光学显微镜下可以分辨出单层石墨烯。
此外,用于观察的衬底也可以选用其它材料，如Si3N4、Al2O3和PMMA等，所得的石墨烯和衬底背景颜色的光对比度也可以通过许多图像处理的方法来达到准确分辨的目的。
光学显微镜是表征单层和多层石墨烯最直观的方法，但不能精确分辨出石墨烯的层数。
扫描电子显微镜（SEM）：扫描电子显微镜是材料科学领域应用最为广泛的电子显微镜之一，其原理是当一束高能电子轰击物质表面时，被轰击的区域将产生出二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子和电磁辐射等。
利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品的几乎所有的物理、化学性质的信息，包括形貌、组成、晶体结构和电子结构等。
原子力显微镜（AFM）：AFM是利用原子间的作用力来观察样品表面形貌的显微镜。
在原子力显微镜中装有一个对受力非常敏感的微悬臂，悬臂一端固定，另一端也就是自由端装有针尖。
针尖和样品之间的任何相互作用力都会导致悬臂的起伏，通过检测对应于扫描各点的悬臂的起伏程度，就可以得到有关样品形貌方面的信息。
透射电子显微镜( TEM)：透射电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
是材料科学研究的重要手段，能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。
透射电镜的分辨率为0.1−0.2nm，放大倍数为几万到几十万倍。
拉曼光谱：拉曼散射是入射的光子与材料中的声子和电子相互作用的一种非弹性散射现象。
简单地说就是光通过介质时由于入射光与分子运动之间相互作用而引起的光频率改变。
入射光子与分子发生非弹性散射，分子吸收频率为ν0的光子，发射ν0-νi的光子，同时分子从低能态跃迁到高能态（斯托克斯线）；分子吸收频率为ν0的光子，发射ν0+νi的光子，同时分子从高能态跃迁到低能态（反斯托克斯线）。
拉曼散射的强度比瑞利散射要弱得多。
瑞利光谱强度大约只有入射光强度的千分之一，拉曼光谱强度大约只有瑞利线的千分之一。
因此不利于结果分析，激光器的出现增加了拉曼散射的强度，从而使拉曼光谱学技术发生了很大的变革，越来越多的应用于物理、化学和生物等学科，成为重要的无损探测技术之一。
在拉曼光谱中，频率即拉曼位移是拉曼光谱的主要参数，一般用斯托克斯位移表示，是结构鉴定的重要依据。
X射线光电子谱(XPS)：X射线的光子能量很大，足以把原子的内层电子激发出来，这就是光电子。
内层电子的能级受周围环境的影响很小，而同一原子内层电子的结合能在不同分子中相差很大，因此它具有特征性。
在实验中可以利用能量分析器对光电子进行分析从而得到光电子能谱，进而获得材料中各种元素的化学性质。
2.2 石墨烯热学性能及表征2.2.1 石墨烯导热机制热导率(thermal conductivity) 定义为单位截面、单位长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量, 经典的公式为AdQ/dt = −(1/k)dT/dl,单位为Wm−1K−1.这里, A 为截面积, Q 为传递的热能, t 为时间, T 为温度, l 为长度, k 为热导率. 所有固体材料的热导率又可以表示成k ∝CvΛ, 其中C, v 和Λ分别是导热载体的热容、平均速度和运动的平均自由程. 另外, 热导(thermal conductance) 定义为单位时间内通过单位温度梯度的热量, 单位为WK−1.当石墨烯与某种基底材料复合在一起时, 两者之间形成了界面, 该界面的传热性能直接影响系统的导热性能. 这时, 通常使用界面热导率(interface thermal conductivity, Wm−2K−1)或界面热阻(interface resistance, KW−1)来表征热量穿过两相材料界面的热导率和热阻.对于单层二维石墨烯来说, 由于是单原子层厚度, 在面的上下方向不存在声子散射, 声子仅仅在面内传播. 然而, 由于石墨烯片尺寸是有限的, 因此存在石墨烯片边缘的边界散射. 由于声子大的平均自由程以及大部分热量是由低能量声子所传递, 使得石墨烯的热导率随石墨烯面内尺寸的增大而提高.此外, 声子散射受到材料缺陷的影响, 使得热导率随缺陷的增多而降低.2.2.2石墨烯热导率的理论预测与数值模拟Berber等(2000) 将平衡和非平衡分子动力学(molecular dynamics, MD) 方法与精确的碳原子势能相结合, 通过数值模拟发现单层石墨烯的热导率在200∼400 K 之间随温度升高而降低,在室温下单层石墨烯、单根碳纳米管最高的热导率为6600Wm−1K−1,这样高的热导率与大的声子平均自由程密切相关.他们的结果还证明, 随着石墨烯层数的增加, 声子散射将增强, 石墨烯层与层之间的相互作用将使热导率降低一个数量级, 从而逐渐降低到石墨热导率的量级. Osman 等(2001) 采用分子动力学方法模拟单层石墨烯和单臂碳纳米管时发现, 在400 K 时出现热导率的峰值。