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石墨烯特性有哪些

作者:中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司 來源:http://www.sikpqwc.cn 日期:2018-08-22 16:40:49


   石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m?K,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V?s,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約10-6 Ω?cm,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低,電子遷移的速度極快,因此被期待可用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體,也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。
 
  石墨烯作為一種新材質(zhì),受到了極大的關(guān)注。實際上,石墨烯是碳的一個種類,具有超高強度、輕薄和可延展的特性,將能夠改變數(shù)碼產(chǎn)品的外觀、手感甚至使用形態(tài)。下面,我們就來詳細(xì)了解一下石墨烯特性有哪些,到底有什么過人之處。
 
  1、力學(xué)性質(zhì)——比鉆石還要硬
 
  從鉛筆石墨中提取的石墨烯,竟然比鉆石還堅硬,強度比世界上最好的鋼鐵還要高上百倍,這項科學(xué)發(fā)現(xiàn)刊登于近期的《科學(xué)》雜志,作者是兩位哥倫比亞大學(xué)的研究生,來自中國的韋小丁和韓裔李琩鈷。
 
  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分析:在石墨烯樣品微粒開始碎裂前,它們每100納米距離上可承受的最大壓力居然達(dá)到了大約2.9微牛。
 
  據(jù)科學(xué)家們測算,這一結(jié)果相當(dāng)于要施加55牛頓的壓力才能使1米長的石墨烯斷裂。如果物理學(xué)家們能制取出厚度相當(dāng)于普通食品塑料包裝袋的(厚度約100納米)石墨烯,那么需要施加差不多兩萬牛的壓力才能將其扯斷。換句話說,如果用石墨烯制成包裝袋,那么它將能承受大約兩噸重的物品。
 
  打個比方說單層石墨烯的強度,就像把大象的重量加到一支鉛筆上,才能夠用這支鉛筆刺穿僅像保鮮膜一樣厚度的單層石墨烯。
 
  2、出色的電學(xué)性質(zhì)——電子運輸
 
  碳原子有四個價電子,這樣每個碳原子都貢獻(xiàn)一個未成鍵的π電子,這些π電子與平面成垂直的方向可形成軌道,π電子可在晶體中自由移動,賦予石墨烯良好的導(dǎo)電性。載流子遷移約等于光速.
 
  此外,石墨烯是具有零帶隙的能帶結(jié)構(gòu)。電阻率10-8Ω·m,比銅/銀電阻率還要低

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