石墨烯性能优越，应用广泛的希望之材

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-12-16 11:27:17】【打印】【关闭】

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石墨烯是从石墨材料中剥离出来的二维碳材料，按照碳原子层数可分为单层石墨烯、多层石墨烯及石墨烯微片。石墨烯是由碳原子构成的单原子层厚度的二维晶体，其结构片段可自由卷曲得到富勒烯（0维），碳纳米管（1维）或堆叠形成石墨（3维）。2004年两位英国物理学家成功从石墨中分离得到石墨烯，并因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯凭借其独特的结构使其拥有优异的物理化学性能。在力学方面，石墨烯是人类已知最强最高的物质，其杨氏模量达1Tpa，与单壁碳纳米管相当。强度约为180GPa，是普通钢材的100倍。此外，石墨烯还具有良好的韧性，单位面积石墨烯片可承受4kg重量，可见其韧性相当于碳纤维的20倍；在热学方面，石墨烯自身的导热系数达到5300W/moK，是室温下最好的导热材料，导热性能是碳纳米管的1.51倍，是铜的13倍；在电学方面，石墨烯是室温下最好的导电材料，由于其特殊的能带结构使常温下电子运动干扰小，传输质量大幅提高。石墨烯的电学性能突出表现在高载流子迁移率及高电流密度，其载流子迁移率达15000cm2/Vos，相当于商用硅片的10倍。电流密度耐性为2亿A/cm2，相当于铜的100倍。石墨烯性能优异

石墨烯除具有优异的热学、力学及电学性能外，还具有几类特殊功能如低温吸氢、常温无散射、应变传感等，这使得石墨烯能用于制作吸氢材料、无散射传输器件、应变传感器、双极半导体和类催化剂等。综合分析石墨烯的各类优异性能及特性，石墨烯将来运用的领域将会十分广阔，且主要集中在电子行业及化工行业，尤其是在电子行业的锂电池电极、触摸屏、超级电容领域和化工行业的涂层、保险、吸附、淡化领域。石墨烯下游应用广泛

石墨烯的制备方法主要分为“自上而下”和“自下而上”两类方法。“自上而下”法是通过剥离石墨材料来制备石墨烯层，如微机械剥离法、氧化石墨还原法、碳纳米管轴向切割法、液相分离法；而“自下而上”法是通过碳原子的重新排列来合成石墨烯，如化学气相沉积法（CVD）、外延生长法、有机合成法等。从目前来看CVD法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法。石墨烯主要制备方法