石墨烯是目前世界上最薄但也是最堅硬的納米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高于納米碳管和金剛石；電阻率比銅、銀更低，是目前世界上電阻率最小的材料。簡單地說，石墨烯就是一種透明、良好的導(dǎo)體，適合用來制造觸控?zé)赡?、光板甚至?a href="/keywords/solar/" class = "seo-anchor" data-anchorid=149 target="_blank">太陽能電池。

石墨烯發(fā)現(xiàn)歷史

關(guān)于石墨烯的制造與發(fā)現(xiàn)，最初，科學(xué)家試著使用化學(xué)剝離法來制造石墨烯。他們將大原子和大分子嵌入石墨，得到石墨層間化合物。在其三維結(jié)構(gòu)中，每一層石墨可以被視為單層石墨烯。但是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)處理后，得到的是石墨烯爛泥，由于難以分析這堆爛泥的性質(zhì)，科學(xué)家沒有繼續(xù)研究。

還有的科學(xué)家采用化學(xué)氣相沉積法，將石墨烯薄膜外延成長于各種各樣的襯底，但初期品質(zhì)并不優(yōu)良。

直到2004年，英國曼切斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功的通過實驗在石墨中分理出石墨烯，并證實它可以單獨存在，兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學(xué)獎。

2005年，曼切斯特大學(xué)團隊與哥倫比亞大學(xué)的研究者證實石墨烯的準粒子是無質(zhì)量迪拉克費米子，類似這樣的發(fā)現(xiàn)開始引起一股石墨烯的研究熱潮。從那時起，上百位品學(xué)兼優(yōu)的研究者踏進這個嶄新的領(lǐng)域。

石墨烯制備方法

2008年，由機械剝離法制備得到的石墨烯是世界上最貴的材料之一。

撕膠帶法/輕微摩擦法

直接將石墨烯薄片從較大的晶體上裁剪下來，2004年海姆等人就是用了這種方法制備出了單層石墨烯，并可以在外界環(huán)境下單獨存在。

硅化表面外延生長

通過加熱單晶碳化硅脫除硅，在單晶面上分解出石墨烯片層。

氧化減薄石墨片法

使用強氧化劑，于石墨的層狀結(jié)構(gòu)中間進行插層氧化，使層與層之間存在帶負電的氧化官能基，克服石墨間的范德華力，并通過水分子的插層，大幅增加層間距離，使氧化石墨烯的玻剝離更容易。

石墨烯應(yīng)用

透明導(dǎo)電電極

石墨烯良好的電導(dǎo)性能和透光性能，使它在透明電導(dǎo)電極方面有非常好的應(yīng)用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發(fā)光二極管等等，都需要良好的電導(dǎo)電極材料。特別是石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料優(yōu)良。

超級電容器

由于石墨烯具有特高的表面面積對質(zhì)量比例，石墨烯可以用于超級電容器的導(dǎo)電電極?？茖W(xué)家認為這種超級電容器的儲存能量密度會大于現(xiàn)有的電容器。

海水淡化

研究表明，石墨烯過濾器可能大幅度的勝過其他的海水淡化技術(shù)。

太陽能電池

石墨烯/聚集物片材已被生產(chǎn)，大小范圍在150平方厘米，可以用來生產(chǎn)靈活的郵寄太陽能電池。

抗癌治療

氧化石墨烯，被認為可以應(yīng)用在癌癥的治療上。當(dāng)前氧化石墨烯尚在研究階段，期待將來經(jīng)過層層臨床試驗后，能夠為現(xiàn)金抗癌治療帶來一線曙光。

由于石墨烯特殊的那納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能，使其在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲能和傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，被認為是21世紀的“未來材料”和“革命性材料”，由此才興起了石墨烯的熱潮。

所以，你現(xiàn)在了解石墨烯材料了嗎？