新材料之王——石墨烯
材料界一哥—— 石墨烯(五大应用领域)
材料界“网红一哥”——石墨烯5大应用领域，产业浪潮开启看点：应用领域不断拓展，石墨烯大规模产业化即将开始。
石墨烯属于二维碳纳米材料，具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性，其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜，其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域，石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域，其中来自新能源的需求超过 70%。
全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。
预计到 2020 年末，全球和国内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元，中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的 30%，并有逐年提高的趋势。
本期的智能内参，我们推荐国信证券的研究报告，揭秘石墨烯的性能特点、产业链概况、下游需求和国内外行业现状。
本期内参来源：国信证券1性能强大的新材料之王石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，英文名为 Graphene，为一层碳原子构成的二维晶体。
石墨烯与其他有机高分子材料相比，有比较独特的原子结构和力学特性。
石墨烯的理论杨氏模量达 1.0TPa，固有的拉伸强度为 130Gpa，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，被誉为“新材料之王”、“黑金”。
▲典型的石墨烯结构图▲ 单层石墨烯是其他碳材料的基本元素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。
按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。
按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。
▲石墨烯分类石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。
它的的应用领域非常广泛，主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
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。
不止取暖器!“新材料之王”石墨烯带来哪些改变生活的黑科技
不止取暖器！“新材料之王”石墨烯带来哪些改变生活的黑
科技
新材料之王”石墨烯，听上去像是一个未来世界的科幻电影里的令人惊叹的奇幻物质，但它已经引领着科技的革命，改变了我们的生活方式。
墨烯是一种具有独特性能的材料，它是由大量的单层碳原子构成的六角形网络，在它修饰表面后，它可以被用作磁体，电子，或者机器人的敏感器，甚至可以用作燃料电池的电极材料，因此被称为“黑科技之王”。
说到黑科技，石墨烯可以让我们的生活变得更加便捷，它在智能家居系统中应用，能使家中的电器、热源和冷源等设备连接在一起，通过智能控制，远程控制家中的各种电器，甚至能够自动根据房间的环境温度和湿度进行调节，使家中的空气更加安全舒适，从而节省能源。
除此之外，用石墨烯可以制造新一代的电子产品，例如电脑、智能手机等，可以提升产品的性能，减少耗电量，延长使用寿命，解决芯片所存在的重量、厚度、热散发等问题。
此外，石墨烯还可以用来制造新型的摩擦材料，例如制造汽车刹车系统，更加精准地控制汽车行驶，转弯等操控，以减少汽车行驶过程中的摩擦和冲击，有效地提升安全性。
此外，石墨烯的优异性能还可以用来生产传感器，它可以实现噪音、污染和温度传感，最终实现自动检测，从而实现在制造过程中进行质量控制，避免质量产品浪费。
此外，由于石墨烯的高灵敏度和良
好的热传导性，它也可以成为自动驾驶中的传感器，从而有效地提高自动驾驶汽车的安全性。
以上就是“新材料之王”石墨烯带来的黑科技带来的变化，它将为我们的生活带来更多的便捷性和安全性，改善了我们的生活质量，也推动了智能制造发展，推动了科技进步。
石墨烯是一种新型的材料，它给我们带来了许多科技上的突破及改变，未来有望带来更多新变化，让我们拭目以待。
你有没有遇到过特别滑顺的材质或表面？
你有没有遇到过特别滑顺的材质或表面？1. 石墨烯：超级材料的润滑之王石墨烯是近年来备受关注的超级材料，也是一种常见的特别滑顺的材质。
石墨烯由单层碳原子构成，拥有出色的导热性和导电性，同时还具有极高的强度和柔韧性。
这种独特的结构使得石墨烯成为了理想的润滑材料。
石墨烯的滑顺性源于其光滑的表面和碳原子之间的强烈相互作用。
石墨烯表面的碳原子排列呈现出一种鸟网状结构，使得物体在其上滑动时几乎没有摩擦力。
此外，由于碳原子之间的强力键结合，石墨烯的结构非常稳定，并且能够承受高温和强冲击。
2. 液体减摩剂：将摩擦力降至最低液体减摩剂是一种能够降低摩擦力的特殊润滑剂。
与常规的固体润滑剂不同，液体减摩剂适用于各种表面和材质，并且能够在微小的摩擦表面间形成润滑膜。
这种润滑膜可以有效减少物体间的接触面积，从而降低摩擦力。
液体减摩剂的原理可以归结为表面活性剂的作用。
表面活性剂能够改善润滑剂的流动性，使其更容易涂抹在表面上。
而且，液体减摩剂还能够从表面吸附得更紧密，以减少摩擦面的直接接触。
通过使用液体减摩剂，物体之间的摩擦可以被降至最低，从而提升机械系统的效率。
3. 理论润滑薄膜：科学解析材质滑顺之道理论润滑薄膜是一种科学模型，用于解释材质表面的滑顺性。
根据该理论，当两个表面之间存在一个足够厚度的润滑薄膜时，物体间的摩擦会显著降低。
这是因为润滑薄膜可以有效地隔离两个表面之间的直接接触，从而减少了摩擦力。
理论润滑薄膜的存在取决于材料的表面特性和润滑剂的性质。
例如，某些材料表面本身就具有较低的粘附性，能够形成较厚的润滑薄膜。
另外，一些润滑剂具有高度渗透性，能够迅速填充表面微观凹陷，形成均匀的薄膜。
通过研究理论润滑薄膜，科学家们能够更好地理解材料的滑顺性，并且开发出更加高效的润滑剂。
4. 光滑表面处理技术：争夺材质滑顺之巅光滑表面处理技术是一种通过各种方法改善材料表面的方法。
它可以采用磨光、抛光、镀膜等方式，降低材料表面的粗糙度，从而提升其滑顺性。
石墨烯专题知识
石墨烯被以为是替代硅旳理想材料，石墨 烯无禁带，不能直接用于晶体管等逻辑元 件，但能够采用石墨烯纳米带、石墨烯量 子点及双层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旳通道。
IBM展示全球最快石墨烯晶体管，处理速度 可达100GHz
贝尔试验室旳Fulton等人制成旳128Mbit石墨 烯单电子存储器芯片照片
层左右旳石墨烯。
❖石墨烯旳发觉
碳是构成自然界有机生命体旳主要元素， 碳材料涉及活性碳、碳黑、碳纤维、金 刚石、石墨。伴随纳米技术旳发展， 1985年，由60个碳原子构成旳“足球” 分子C60被发觉。1991年，由具有一维管 状构造旳碳纳米管被发觉。Laudau 和 Wagner理论科学家以为二维旳晶体材料 因为其本身旳热力学不稳定性，在常温 下会迅速分解。
⑥兼容性好: 与多种金属和半导体材料 兼容,可用于制备复合材料.
………
三、石墨烯旳制备措施
目前石墨烯主要旳制造措施涉及四种，分 别是：微机械剥离法、外延生长法、氧化 石墨还原法和气相沉积法。
①微机械分离法
微机械剥离法即是用透明胶带将高定向 热解石墨片按压到其他表面上进行屡次 剥离，最终得到单层或数层旳石墨烯。
目前使用旳碳材料主要涉及活性炭、活 性碳纤维、炭气凝胶等，这些碳材料旳 基元都是石墨烯。因为超级电容器是经 过导体表白来存储电荷，所以适合电子 汇集旳有效表面积越大其容量就越大；
试验表白使用石墨烯作为电极旳超级电 容器能够产生相同体积电容器6 倍以上 旳容量。同步具有优良旳化学稳定性、 导电性、导热性和低成本等优点。
❖ 2023年，Geim，Novoselov等就是经过此 措施在世界上首次得到了单层石墨烯，证明 了二维晶体构造在常温下是能够存在旳 ，
石墨烯电阻
石墨烯电阻
石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体结构材料，具有极高的导电性和导热性，被誉为“二十一世纪的新材料之王”。
其中，石墨烯的电阻特性备受关注。
石墨烯的电阻主要受到两种因素的影响：晶格缺陷和杂质。
晶格缺陷指的是石墨烯晶格中的缺陷，如碳原子的缺失或错位等，这些缺陷会导致电阻的增加；杂质则是指石墨烯表面吸附的杂质，如氢、氧等，这些杂质会影响石墨烯的电子结构，从而影响电阻。
石墨烯电阻的大小与它的宽度有关，石墨烯的宽度越小，电阻越大。
这是因为石墨烯的电子在宽度方向受到限制，只能在两个端点之间运动，从而导致电阻的增加。
此外，石墨烯的电阻还与温度有关，随着温度的升高，石墨烯的电阻会逐渐减小。
石墨烯电阻的研究不仅有理论意义，还具有实际应用价值。
石墨烯作为一种新型的低维材料，具有非常广泛的应用前景。
例如，在电子器件领域，石墨烯可以用于制造高速晶体管、高频功率放大器等器件；在能源领域，石墨烯可以用于制造高效能电池、太阳能电池等；在生物医学领域，石墨烯可以用于制造生物传感器、疗法等。
然而，目前石墨烯电阻的研究还存在一些问题和挑战。
例如，如何减小石墨烯的电阻，提高其导电性；如何控制石墨烯的晶格缺陷和
杂质，减少电阻的波动；如何制备大面积的石墨烯薄膜，以满足实际应用的需要等。
这些问题需要在未来的研究中得到进一步的探究和解决。
石墨烯电阻作为石墨烯的重要特性之一，不仅具有理论研究的意义，还具有广泛的应用前景。
相信随着石墨烯技术的不断发展和进步，石墨烯电阻的研究将会取得更加重要的进展和突破。
石墨烯在储能领域的应用
石墨烯在储能领域的应用石墨烯是一种新型的二维材料，具有非常优异的电学、热学和机械性能，被誉为21世纪的材料之王。
近年来，石墨烯在储能领域的应用也逐渐得到了广泛的关注。
在本篇文章中，我们将探讨石墨烯在储能领域中的应用及其优势。
一、石墨烯储能的研究现状目前，石墨烯在储能领域中主要应用于锂离子电池、超级电容器和金属空气电池等方面。
其中最为引人注目的是石墨烯锂离子电池的应用。
石墨烯作为锂离子电池的电极材料，具有很高的比表面积、高达2700平方米每克，能够大大提高锂离子电池的储能密度和循环寿命。
二、石墨烯在锂离子电池中的应用1. 石墨烯负极材料石墨烯可以作为锂离子电池负极材料，提高电池的储能密度。
石墨烯的导电性和拥有大量的孔隙结构，能够有效地提高电极的比表面积，使得锂离子电池能够获得更多的存储空间。
此外，石墨烯的高载流量特性，也使得锂离子电池的充放电速度有了大幅度的提升，大大提高锂离子电池的使用效率。
2. 石墨烯正极材料石墨烯也可以作为锂离子电池的正极材料。
由于石墨烯具有优异的电导率和化学稳定性，能够保持正常的电压和电池的工作稳定性。
同时，石墨烯还可以有效提高锂离子电池正极的比表面积，从而增加电池的储能密度。
三、石墨烯在超级电容器中的应用超级电容器是指一种能够以毫秒级别完成充放电的储能设备，具有高功率密度和长循环寿命等特点。
石墨烯在超级电容器中的应用也是十分重要的。
1. 石墨烯超级电容器负极材料由于石墨烯具有极高的比表面积和导电性，能够提高超级电容器负极材料的电容量和功率密度。
目前，石墨烯已被成功地应用于超级电容器的负极材料中，使得超级电容器的储能密度和功率密度都得到了大幅度的提升。
2. 石墨烯超级电容器正极材料石墨烯也可以作为超级电容器正极材料，用于提高电容器的储能密度。
石墨烯具有很高的电导率和化学稳定性，能够保持正常的电压和电池的工作稳定性。
同时，其高比表面积和孔隙结构也能有效提高超级电容器正极材料的电容量，提高电容器的储能密度。
石墨烯面料优点是什么
石墨烯面料优点是什么石墨烯是目前自然界最薄、强度最高的材料，强度比钢材高200倍，同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，有科学家预言石墨烯极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命，将“彻底改变21世纪”。
1.石墨烯内暖纤维石墨烯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平的低温远红外功能，集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身，被誉为“划时代的革命性纤维”。
2.石墨烯内暖纤维长丝、短纤规格齐全，短纤可与棉毛丝麻等天然纤维以及涤纶腈纶等其他各种纤维等其他各种纤维搭配混纺，长丝可与各种纤维交织，制备不同功能需求的纱线面料。
在纺织领域，可以制成内衣、内裤、袜类、婴幼服饰、家居面料、户外服装等。
石墨烯内暖纤维的用途并不仅限于服装领域，还可以应用于车辆内饰、美容医疗卫材、摩擦材料、过滤材料等。
3.石墨烯内暖绒材料石墨烯内暖绒是由生物质石墨烯均匀分散于涤纶空白切片中进行共混纺丝生产而成。
该技术既充分利用了可再生的低成本生物质资源，又将生物质石墨烯的神奇功能充分展现到纤维中，获得了高性能、高附加值的新型纺织材料。
石墨烯内暖绒材料具有远红外升温、保暖透气、抗静电、抗菌等多 功能特性，作为填充材料应用于棉被、羽绒服等，对提升纺织工业创新能力和推动高附加值产品开发具有重大意义和市场价值。
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石墨烯的高对称点坐标
石墨烯的高对称点坐标嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个超级酷的东西——石墨烯！对，没错，就是那个听起来高大上的材料，像是从科幻小说里蹦出来的。
但你知道吗，石墨烯其实在我们生活中也挺有意思的。
好吧，咱们不废话，直接进入主题。
首先，咱得搞清楚石墨烯是什么。
简单来说，石墨烯就是一层单原子厚的碳原子排列成的蜂窝状结构。
听起来是不是有点复杂？别担心，想象一下你在画一个六边形的蜂窝，里面每个小格子都是一个碳原子。
这样一层薄薄的东西，其实就有着惊人的强度和导电性，简直是材料界的“扛把子”。
说它是“新材料之王”一点都不过分。
那么，石墨烯的高对称点坐标又是什么鬼？别着急，让我来解释一下。
高对称点就像是宇宙中的明星，重要得不得了！在石墨烯的晶体结构中，有几个特别的点，它们的坐标能帮助科学家理解石墨烯的性质和行为。
这些点就像是科学家的导航星，让他们在复杂的世界里找到方向。
比如，K点和Γ点，它们就像是石墨烯的灵魂所在，是决定它性能的关键所在。
想象一下，如果石墨烯是一位摇滚明星，那这些高对称点就是它的经纪人，帮助它在众多舞台上大放异彩。
在K点，电子的能量和动量有着完美的配合，这就是它表现出优异导电性的原因之一。
而在Γ点，它的能带结构又显得异常重要，简直是让人拍案叫绝的存在。
这种巧妙的搭配，就像是一个绝妙的乐队，各种乐器齐心协力，演奏出动人的旋律。
对了，说到石墨烯的高对称点，咱们还得提一下“布里渊区”。
听名字就觉得挺炫的，实际上，它就是石墨烯在晶体中的一个“工作区域”。
这个区域就像是一个派对，石墨烯的各个“明星”在这里聚集、互动，决定着石墨烯的各种物理特性。
科学家们通过研究这些点，能更好地理解材料的性质，进而开发出各种高科技应用。
说到应用，石墨烯可是个万金油！它能用于制造超级电池、灵敏的传感器、甚至可以用来做柔性显示屏，简直就是“无所不能”的小能手。
想象一下，如果你的手机屏幕用的就是石墨烯，那可真是太酷了，轻薄又坚固，绝对不怕摔！而且，石墨烯的导热性能也非常优秀，能帮助设备更好地散热，避免过热的问题。
备战高考地理之《考前抓大题》-区域工业发展(二)(解析版)
备战2020年高考地理之《考前抓大题》大题04 区域工业发展（二）1．（2020·广东省广州市番禺区高三3月线上检测）阅读图文资料，完成下列要求。
材料一2018年9月24日中国对美国600亿美元商品征收5%或10%的关税，其中整车进口关税由15%调整至40%。
材料二2019年1月7日，上海有史以来最大的外资制造业项目特斯拉超级工厂在临港装备业基地（如下图所示）正式开工建设。
据悉，特斯拉超级工厂集研发、制造、销售等功能于一体，全部建成运营后年产能达50万辆纯电动整车。
上海汽车在内的20多家汽车整车及零部件相关企业，以及一批汽车生产、汽车物流、汽车贸易等外资项目都在临港集聚，与该工厂相隔不远的是上海著名品牌上汽荣威新能源电动车。
（1）从市场角度分析，2019年美国特斯拉企业在中国建立首个海外生产基地的原因。
（2）分析特斯拉选择上海临港产业区建厂的有利条件。
（3）与美国本土生产的特斯拉相比，我国生产的特斯拉有何优势？（4）国内有人担心，上海特斯拉不利于中国新能源电动汽车行业的发展，你认同该观点吗？并说出理由。
【答案】（1）中国进口美国汽车关税提升，汽车在中国的销售价格大幅上升，销量减少，市场竞争力下降；中国建厂可避开贸易壁垒，降低汽车销售价格，占领中国市场。
（2）上海地理位置优越，具有资金、技术、人才优势，辐射带动作用强：临港产业区靠近港口，海陆交通便利：利于部件及产品运：产业配套基础好（相关产业、配套服务完善），形成产业集聚。
（3）利用中国供应链及劳动力，降低生产本；接近市场，减少运输费用或提高物流时效：接近市场，有利于加强对市信息的反馈：增强客户的体验。
（4）支持：对我国新能源汽车产业带来巨大冲击（或压力）：我国自主品牌汽车销售下降，市场占有率下降：管理技术人才流失。
不支持：有利于促进我国新能源汽车人才、技术等方面获得聚集效应：加快促成新能源汽车产业的相关配套的完善，有利于提升企业的竞争力，促进我国新能源汽车产业的成熟与发展（或进步）：有利于我国新能汽车产业自主创新，加快自主品牌的培育；有利于我国新能源汽车产业优化升级。
新型碳材料的研究与制备进展
新型碳材料的研究与制备进展碳素是一种非常重要的天然元素，它的形态众多，而其中一种新型碳材料——石墨烯，被誉为“21世纪的材料之王”。
在石墨烯之外，还有许多新型碳材料值得我们关注和研究。
本文将针对新型碳材料的研究与制备进展进行探讨。
一、碳纳米管碳纳米管是一种碳基材料，以纳米级别的直径和非常高的长度-直径比例为特征。
由于其独特的性质，比如高强度、轻质、导电性和热传导性，碳纳米管在多个领域得到了广泛应用，如能源、纳米电子学、生物医学和纳米材料等。
目前，碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积、电弧放电、激光热凝聚和化学还原等。
二、纳米多孔碳材料另一种新型碳材料是纳米多孔碳材料。
这种材料中的碳素分布在高度互连的小孔之间，具有极高的孔隙度和表面积。
由于此类材料具有具有很好的化学稳定性、催化活性和吸附分离能力，其在催化、电化学能量存储和分离纯化等领域有着潜在的应用价值。
目前的纳米多孔碳材料制备方法主要有溶胶-凝胶法、聚合物泡沫模板法、硬模板法和软模板法等。
三、薄层碳材料薄层碳材料是一种非常薄的碳材料，通常厚度在纳米级别以下。
由于其独特的性质，如良好的导电性和透明性，这种材料在多个领域得到了广泛应用，如透明电极、薄膜太阳能电池、柔性电子学和传感器等。
目前，薄层碳材料的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法和物理气相沉积法等。
四、石墨烯石墨烯是由一层碳原子构成的二维结构。
由于其独特的物理和化学性质，石墨烯在多个领域受到越来越多的关注，如能源储存、生物医学和电子学等。
目前，石墨烯的制备方法主要有化学气相沉积法、机械剥离法和还原氧化石墨烯法等。
总之，随着时间的推移，新型碳材料的研究和制备进展迅速，越来越多的新型碳材料被发现和应用。
这些具有特殊结构和独特性能的新型碳材料受到广泛关注，也为我们的未来提供了更多的可能性。
石墨烯
石墨烯石墨烯声明：百科词条人人可编辑，词条创建和修改均免费，绝不存在官方及代理商付费代编，请勿上当受骗。
详情>> 石墨烯（二维碳材料）编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。
英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。
[1] 由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
中文名石墨烯外文名Graphene 发现时间2004年主要制备方法机械剥离法、气相沉积法、氧化还原法、SiC外延法主要分类单层、双层、少层、多层（厚层）基本特性强度柔韧性、导热导电、光学性质应用领域物理、材料、电子信息、计算机等目录1 研究历史2 理化性质? 物理性质? 化学性质3 制备方法? 粉体生产方法? 薄膜生产方法4 主要分类? 单层石墨烯? 双层石墨烯? 少层石墨烯? 多层石墨烯5 主要应用? 基础研究? 晶体管? 柔性显示屏? 新能源电池? 航空航天? 感光元件? 复合材料6 发展前景? 中国? 美国? 欧洲? 韩国? 西班牙? 日本研究历史编辑实际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。
你知道石墨烯吗？它为何会被誉为“新材料之王”？
你知道石墨烯吗？它为何会被誉为“新材料之王”？如今科技迅速发展，新材料的发展日新月异，产业升级和材料换代步伐加快。
尽管很多新材料离产业化还有很大距离，不过石墨烯这种新材料之王还是受到了很多人的关注，很多媒体都报道过关于这种材料的文章，但是很多人看过后还是不明白石墨烯究竟是什么，所以这次小编就带大家简单了解一下石墨烯身世。
首先，石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
它是目前发现的最薄、最坚硬的一种新型纳米材料，并且具有优异的光学和电学特性，在材料学、能源、生物医学等多个方面具有重要的应用前景，被誉为“黑金”，是一种未来革命性的材料。
不过石墨烯的诞生并没有使用多少“高大上”的科学技术，实际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，厚度为1毫米的石墨就大约包含了300万层石墨烯。
2004年，英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用微机械剥离法从石墨中分离出的石墨烯。
在此之前，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，所以石墨烯的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。
目前石墨烯的研究与应用开发持续升温，与石墨烯有关的材料广泛的应用于电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等多个方面。
比如用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会提高数百倍；锂电池的电极中加入石墨烯，同等体积的电容可扩充5倍以上的容量。
美国麻省理工学院的科学家通过研究还发现，在特定情况下石墨烯能够被转化成具有独特功能的拓扑绝缘体，这一研究发现有望带来制造量子计算机的新方法。
鉴于石墨烯材料优异的性能和潜在的应用价值，研究者们致力于在不同领域的尝试使用不同的方法以求制备高质量、大面积的石墨烯材料。
并通过对石墨烯制备工艺的不断优化和改进，以降低石墨烯制备成本使其优异的材料性可以在更广泛的方面得到应用。
石墨烯新材料的主要应用
石墨烯新材料的主要应用
石墨烯是一种由碳原子构成的单层薄片材料，具有极高的导电性、导热性、机械强度和化学稳定性，是目前发现的最强硬、最柔韧、最导电的材料之一。
石墨烯的应用非常广泛，主要包括以下几个方面： 1. 电子领域：石墨烯是一种半导体材料，可以制造高效的太阳
能电池、显示器、智能手机等电子设备。
此外，石墨烯还可以用于制造高性能的晶体管和传感器等电子器件。
2. 能源领域：石墨烯是一种非常好的电导体和热导体，可以用
于制造高效的电池和储能材料。
另外，石墨烯还可以用于制造燃料电池、太阳能电池等新型能源设备。
3. 材料领域：石墨烯可以用于制造高强度、高韧性、高耐磨性
的材料，如高强度纤维、高强度陶瓷、高强度合金等。
同时，石墨烯还可以用于水泥、玻璃等建筑材料中。
4. 医疗领域：石墨烯可以用于制造高效的药物传递系统、敏感
生物传感器等生物医学材料。
石墨烯还可以用于制造人工骨骼、人工心脏等医疗器械。
综上所述，石墨烯是一种非常有前途的新材料，具有广泛的应用前景。
未来，随着科技的进步和石墨烯材料的不断改进，其应用领域将会更加广泛。
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石墨烯
长沙理工大学材料科学导论石墨烯论文组长姓名：颜虎斌成员姓名：董文渊唐文楚吴世宇梁紫璋王朔指导老师：陈**石墨烯摘要石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
石墨烯是非常重要的材料。
本论文首先对石墨烯的组成及基本性质进行阐述，然后分析石墨烯的制备方法，得出石墨烯的使用性质及应用。
关键词：石墨烯目录一、石墨烯简介 (1)1.1石墨烯的来源 (2)1.2石墨烯的成分 (2)1.3石墨烯的结构 (2)二、石墨烯的基本性质 (3)2.1石墨烯的化学性质 (3)2.2石墨烯的物理性质 (3)三、石墨烯的制备方法及工艺流程 (3)3.1物理方法 (3)3.2化学方法 (5)四、石墨烯的应用及前景 (6)4.1应用 (6)4.2发展前景 (7)一、石墨烯简介1.1石墨烯的来源石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，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。
1.2石墨烯的成分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。
1.3石墨烯的结构石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。
碳原子之间由σ键连接，结合方式为sp2杂化，这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石。
在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的p电子，这些p电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋予了石墨烯良好的导电性。
石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光区，四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。
石墨烯材料的价值与应用前景
石墨烯材料的价值与应用前景石墨烯作为一种新型材料，在近年来备受瞩目。
它有着杰出的物理、化学以及电子性质，且具有透明、强度高、导热性能好等独特特点，被誉为“21世纪最具潜力的材料”。
本文将从石墨烯的材料性能，其价值以及应用前景等方面，探讨石墨烯的潜力和未来发展。
一、石墨烯的材料性质石墨烯是由一个碳原子层构成的二维晶体，这个碳原子层非常薄，只有原子之间的距离的百万分之一。
它的形式与石墨类似，但是它只有一层，因此它的物理、化学以及电子性质十分特殊。
1. 物理性质石墨烯非常薄，像纸一样薄，但是它的强度非常高。
根据统计，只需要将石墨烯薄膜加压到1个原子的厚度，它的强度就会达到200GPa，相当于钢铁的200倍。
2. 化学性质石墨烯具有非常好的化学稳定性，不会因为任何外界的化学物质而发生变化，同时石墨烯的表面也非常光滑，因此在科学实验中可以利用石墨烯的特性制作出一些化学敏感性的设备。
3. 电子性质石墨烯的电子性质也非常出色，它的导电性能是铜的200倍，且可以透过百分之97的电流。
这是传统的抗电磁干扰的金属线材无法匹敌的。
二、石墨烯的价值石墨烯因其独特的材料性质在科技领域有着极高的价值。
以下是一些典型的应用。
1. 柔性显示器柔性显示器是近年来的热门技术之一，石墨烯材料作为柔性显示器的一个重要组成部分，可以让显示器变得更为薄、轻巧且可以弯曲，同时它还可以解决传统柔性显示器的不稳定性和寿命问题。
2. 超级电容器和电池石墨烯的高导电性使其成为超级电容器和电池的理想材料。
它可以大幅提高电池的充电速度和储存量，因此能够广泛应用于电子和汽车领域。
3. 健康和环境石墨烯的应用也能够涉及到人类的健康和环境。
由于石墨烯对细菌有杀菌作用，因此可以应用于口罩等产品，从根源上杜绝细菌的传播；同时，利用石墨烯的导电性能，吸附环境中的重金属和致癌物质，也能净化环境。
三、石墨烯的应用前景石墨烯的应用前景十分广泛，且将会涉及到各个方面，我们可以从以下几个方面来进行展开：1. 生物医药领域石墨烯在生物医药领域的应用，能够通过杀死细菌、细胞破坏和癌症细胞的探测等方式拥有非常好的应用前景。
石墨烯的应用场景
石墨烯的应用场景
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的晶体，在物理、化学、力学等方面都具有重要的应用价值。
它的电子结构和普通石墨烯大不相同。
电子结构是指电子在二维空间中的排布方式，决定了其行为特征。
目前，电子结构已经成为材料领域和半导体研究领域的研究热点，它对于电子器件性能起到了至关重要的作用。
石墨烯是一种二维晶体，其独特的结构和优异的物理性能，使其在许多领域具有广泛应用前景。
石墨烯具有极为优异的性能，是一种性能极佳的二维纳米材料，被称为“黑钻石”、“新材料之王”。
它具有很强的比表面积，是传统材料比表面积的1000倍。
石墨烯能做什么？
石墨烯被称为“新一代‘王者’材料”，它具有非常优异的
性能，它可以作为超级电容器、电池、催化剂、光学器件、半导体器件等一系列材料。
石墨烯在超级电容器方面可发挥重要作用：石墨烯电容器比传统电容器有更高的储能密度，循环寿命更长。
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《新材料之王石墨烯》阅读答案
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石墨烯是什么?到底有什么特性让它备受推崇?石墨烯是从石墨材料中剥离出来的，它由碳原子组成，并且只有一层原子厚度，是一种二维晶体。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，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。
实际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。
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证，例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。
但更令人感兴趣的，是它那许多“极端”性质的物理性质。
作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。
”石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。
同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只猫的重量。
难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质(莫氏硬度只有1-2级)，“切”成一个碳原子厚度的薄片时，“性格”会发生如此之大的变化，石墨烯的硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但却又有很好的韧性，可以弯曲。
因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有着全新的电学属性。
石墨烯材料介绍
石墨烯材料介绍1、简述石墨烯（Graphene）是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米，仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。
石墨烯的理论比表面积高达2 600m2Pg，具有突出的导热性能（3000W·m- 1·K- 1）和力学性能（1 060GPa），以及室温下较高的电子迁移率（15000cm2·V-1·s-1）。
此外，它的特殊结构，使其具有半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质，因而备受关注。
Graphene（石墨烯）是2004年由曼彻斯特大学科斯提亚·诺沃谢夫（Kostya Novoselov）和安德烈·盖姆（Andre Geim）发现的，他们使用的是一种被称为机械微应力技术（micromechanical cleavage）的简单方法。
正是这种简单的方法制备出来的简单物质一石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识—任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。
现在石墨火烯这种二维晶体不仅可以在室温存在，而且十分稳定的存在于通常的环境下。
石墨烯被称为“推动人类第四次工业革命”，“改变世界格局的材料之王”。
2、石墨烯特点1、力学性质——比钻石还要硬数据转换分析∶在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。
据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。
如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。
换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。
打个比方说单层石墨烯的强度，就像把大象的重量铅笔才能够用这支铅笔刺穿仅像保鲜膜一样厚度的石墨烯。
石墨烯：神奇的“新材料之王”
石墨烯：神奇的“新材料之王”作者：佘惠来源：《科学导报》2020年第76期有没有这样一款坚韧的薄膜，它能以一支铅笔尖的承受面，撑住一头大象的重量，而不会被戳破？石墨烯可以做到。
这种神奇的材料究竟是如何“炼成”的——笔者近日走进“首都科学讲堂”，为您一探究竟。
近日，在北京市科协主办、九三学社北京市委特别支持的第667期“首都科学讲堂”上，中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范与北京石墨烯研究院副院长、石墨烯器件技术研究部部长魏迪，向公众介绍了石墨烯——这款曾获得2010年诺贝尔奖的明星材料。
1、透明胶带撕出来的诺贝尔奖石墨烯原本就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。
1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹可能就是几层石墨烯——它是由一层碳原子以六角形蜂巢结构周期性紧密堆积构成的二维碳材料。
人们很早就发现了石墨，但直到2004年才发现石墨烯。
这是因为，早在70多年前的理论研究表明，完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在。
2004年，两位英国科学家用一种非常简单的实验方法突破了原有理论认知。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。
不断这样操作，薄片越来越薄，最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片——这就是石墨烯。
理论上虽不可能成功，实验中却偏偏被制备出来了。
这个发现立即震撼了科学界，两位发现者共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。
“大家经常讲，石墨烯这个诺贝尔奖是用透明胶带撕出来的。
实际上，我们不能小瞧这么一个简单但重要的发现。
”刘忠范说，对于科学研究来说，像这两位科学家那样勇于探索、大胆尝试极其重要。
石墨烯具有很多神奇性能，因此号称“新材料之王”：它是最薄的材料，因为它仅有一个原子层;它是强度最大的材料，理论上强度比钢强韧200倍;它是导电性最好的材料，电导率是银的1.6倍;它是导热性最好的材料，热导率是铜的13倍。
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张见齐 2015级电子班 201511210228
什么是石墨烯
• 石墨烯（Graphene）墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有 一层原子厚度的二维晶体。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德 烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，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。
石墨烯的分类
• 单层石墨烯（Graphene）：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构 成的一种二维碳材料。
• 双层石墨烯（Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期 性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等）堆垛构成的一种二维碳 材料。
石墨烯的结构特点
• 石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只 吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温 下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率 只约1 Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低， 电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一 代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适 合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯的发展前景
• 由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优 势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感 器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等 进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作 用.
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!
• 作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料， 石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将 “彻底改变21世纪”。
石墨烯的发展前景
石墨烯的发展前景
• 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来 生产未来的超级计算机。据相关专家分析，用石墨烯取代硅，计算机处理 器的运行速度将会快数百倍。
石墨烯的优越性
• 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时 它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一块面积1平方米的石墨烯 做成吊床，本身重量不足1墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即 使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透 明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。
• 石墨烯（Graphenes）：是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的统称。
石墨烯的结构特点
石墨烯的结构特点
• 石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形， 厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接，结合方式为sp2杂化，这些σ键 赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢 铁强100倍，甚至还要超过钻石。在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键 的p电子，这些p电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300， 赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光 区，四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯 的透过率远远高于ITO薄膜。
石墨烯的发展前景
• 消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。 柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显 示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年，平板电 脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片，为石墨烯的应用提供了广阔的 市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透 明可弯曲显示屏，相信大规模商用指日可待。
• 少层石墨烯（Few-layer）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子 以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
• 多层或厚层石墨烯（multi-layer graphene）：指厚度在10层以上10nm以下苯环结构（即六角形蜂巢 结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二 维碳材料。
石墨烯的发展前景
• 新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院 已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板，可极大降低制 造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型 数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽 车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的 发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。