什么是石墨烯

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯常見的粉體生產(chǎn)的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）。由于其十分良好的強度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計算機、特種航天等領(lǐng)域都得到了長足的發(fā)展。

石墨烯分類

1.單層石墨烯

單層石墨烯（Graphene）：指由一層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的一種二維碳材料。

2.雙層石墨烯

雙層石墨烯（Bilayerordouble-layergraphene）：指由兩層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。

3.少層石墨烯

少層石墨烯（Few-layer）：指由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。［33］

4.多層石墨烯

多層石墨烯又叫厚層石墨烯（mulTI-layergraphene）：指厚度在10層以上10nm以下苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。

石墨烯的優(yōu)異特性

1.力學(xué)特性

石墨烯中，碳原子之間的連接處于非常柔韌的狀態(tài)，當(dāng)被施加外部機械力時，碳原子面會彎曲變形，碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，因此保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。石墨烯是人類已知強度最高的材料，比世界上強度最高的鋼鐵高100多倍。美國哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)研究小組選取了10~20微米的石墨烯微粒作為研究對象，研究人員先將這些樣品放在一個表面鉆有小孔的晶體傅板上，小孔的直徑在1~1.5微米之間。之后他們偵用金剛石制成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，用以測誠它們的承受能力。研究發(fā)現(xiàn)，在樣品微粒碎前，每100納米可承受的最大壓力達(dá)2.9微牛左右。根據(jù)這個實驗結(jié)果，可測箅出要使1微米的石墨烯斷裂，至少需要施加55牛的力。

2.電學(xué)特性

石墨稀具有超高的電遷移率，它的導(dǎo)電性遠(yuǎn)髙于目前任何高溫超導(dǎo)材料。曼徹斯特大學(xué)的研究小組在室溫下測量了單層石墨烯分子的電子遷移率，發(fā)現(xiàn)即使在含有雜質(zhì)的石墨烯中，電荷的遷移率仍可達(dá)10000厘米2/（伏·秒）。2008年，海姆研究小組又證明，電子在石墨稀中的遷移率可以達(dá)到前所未有的200000厘米2/（伏·秒）。不久之后，哥倫比亞大學(xué)的博洛京（K.BoloTIn）將這個數(shù)值再次提高到250000厘米2/（伏。秒）。而目前晶體管的主要材料單晶硅的電子遷移率只有1400厘米7（伏。秒），高純度石墨烯的電子遷移率超過單晶硅150倍以上。此外，石墨烯的電子遷移率幾乎不隨溫度變化而變化。

3.光學(xué)特性

石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收大約2.3%的可見光，光透率高達(dá)97.7%。石墨烯層的光吸收與層數(shù)成比例，數(shù)層石墨烯（FLG〉樣品中的每一層都可以看做二維電子氣，受臨近層的擾動極小，其在光學(xué)上等效為幾乎互不作用的單層石墨烯（SLG）的疊加。單層石墨烯在300~2500納米間的吸收譜平坦，在紫外區(qū)有吸收峰，這是由于石墨烯態(tài)密度中的激子移動呈現(xiàn)范霍夫奇異性。在數(shù)層石墨烯中，低能區(qū)有與帶躍遷相關(guān)的其他吸收特性。

4.熱學(xué)特性

石墨烯也是一種熱穩(wěn)定材料。石墨烯的熱導(dǎo)率高達(dá)5300瓦/（米。開），是銅的13倍。研究現(xiàn)，單層石墨稀的導(dǎo)熱率與片層寬帶、缺陷密度和邊緣粗糖度密切相關(guān)；石墨烯片層沿平面方向?qū)峋哂懈飨虍愋缘奶攸c：在室溫以上，石墨烯的熱導(dǎo)率隨著溫度的增加而逐漸減小。

5.化學(xué)特性

石墨烯的電學(xué)性能受到了廣泛關(guān)注，然而它的化學(xué)特性卻一直少人問津。目前已知的化學(xué)特性有：石墨烯可以吸附和脫附各種原子和分子，如二氧化氮、氨、鉀等吸附物作為給體或受體往往會導(dǎo)致載流子濃度發(fā)生變化：而氫離子、氫氧根離子等吸附物會產(chǎn)生導(dǎo)電性很差的衍生物，但這些都不是新的化合物。從表面化學(xué)的角度來看，石墨烯的性質(zhì)類似石墨，因此可根據(jù)石墨來推測石墨烯的化學(xué)性質(zhì)。石墨烯的化學(xué)性質(zhì)研究將在今后數(shù)年內(nèi)成為一個研究熱點。

石墨烯對發(fā)動機的好處

1.超強的極壓抗磨性。石墨烯潤滑油具有超強的極壓抗磨和粘合力，在高溫，高壓，高頻率的機械運動中形成超強的石墨烯油膜，始終保持潤滑性和粘性，從而降低5--15%汽油油耗。

2.超強的氧化穩(wěn)定性。石墨烯潤滑油具有超強的氧化穩(wěn)定性和優(yōu)異的導(dǎo)熱耐高溫性能，大大降低發(fā)動機的噪音和防止發(fā)動機各個部位的損傷，從而延長發(fā)動機的使用壽命3倍以上。

3.超強自修復(fù)功能和高密封性。石墨烯潤滑油中含有的微小顆粒，可填補氣缸內(nèi)壁損傷摩擦，具有對發(fā)動機的自修復(fù)功能，永久保護(hù)形成，形成高密封防水，防塵，防燒機油的最佳狀態(tài)，使發(fā)動機動力恢復(fù)到接近出廠狀態(tài)。

4.超強的自清潔功能。石墨烯潤滑油具有超強的自清潔功能，可以減少積碳的產(chǎn)生，降低30%左右的尾氣排放

石墨烯對發(fā)動機有什么好處_發(fā)動機保護(hù)劑有必要嗎

發(fā)動機保護(hù)劑作用原理

在發(fā)動機高溫高壓的環(huán)境中，能在發(fā)動機金屬表面形成一層極薄但具有極高抗壓強度和耐磨性良好的鉬合金保護(hù)層，合金層厚度飽和后潤滑油中的硫結(jié)合產(chǎn)生MoS2，是一種層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體薄膜，能夠顯著降低摩擦系數(shù)，剩余留在潤滑油中隨時修復(fù)被磨損的六方晶體薄膜。鉬合金保護(hù)層和六方晶體薄膜在高溫（1200度）、超低溫、高轉(zhuǎn)速、高壓和真空條件下具有優(yōu)異的潤滑性能，可大幅減少引擎內(nèi)部的摩擦，顯著提高潤滑油的抗氧化性能，有效地抑制潤滑油的氧化降解，同時減少高溫沉積物和低溫油泥的形成，對發(fā)動機形成超強的綜合的保護(hù)。

以頂級純聚碳10聚阿爾法烯烴為載體，配合特殊的有機鉬潤滑配方，不會像普通發(fā)動機保護(hù)劑，沖淡機油粘度、影響原有機油添加劑的平衡，可以與任何規(guī)格的機油混合并發(fā)揮卓越的潤滑效果。

發(fā)動機僅在潤滑油的保護(hù)下，表面看似光滑，但放大后真相更加直觀，因此請不要僅僅更換潤滑油，請給予發(fā)動機額外的保護(hù)。

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發(fā)動機保護(hù)劑作用

能有效減摩抗磨，提高機械效率，降低引擎噪音。

超級保護(hù)油膜緊附在金屬保護(hù)膜上，不隨機油流入油底殼，在冷啟動瞬間保護(hù)引擎。

有效解決了傳統(tǒng)的金屬抗磨添加劑在冷啟動保護(hù)方面的缺陷，真正實現(xiàn)引擎“零磨損”。

支持氧傳感器和三元催化轉(zhuǎn)化裝置，降低尾氣排放。