石墨烯是什麼

簡要回答

石墨烯是一種以sp²雜化連線的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料，具有優良的導電和光學效能。

大千世界無奇不有，甚至有很多東西我們一輩子都見不到的，其中石墨烯就是一種我們很難接觸到的物質，很多人都不知道它是什麼，下面我就給帶大家一起了解一下吧！

詳細內容

石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

石墨烯是英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·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來的，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫電漿改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa，由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

石墨烯具有非常好的熱傳導效能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱係數高達5300W/mK，是為止導熱係數最高的碳材料，高於單壁碳奈米管（3500W/mK）和多壁碳奈米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱係數也可達600W/mK。 此外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳奈米管的彈道熱導率的下限下移。

石墨烯的化學性質與石墨類似，石墨烯可以吸附並脫附各種原子和分子。當這些原子或分子作為給體或受體時可以改變石墨烯載流子的濃度，而石墨烯本身卻可以保持很好的導電性。但當吸附其他物質時，如H+和OH-時，會產生一些衍生物，使石墨烯的導電性變差，但並沒有產生新的化合物。因此，可以利用石墨來推測石墨烯的性質。例如石墨烷的生成就是在二維石墨烯的基礎上，每個碳原子多加上一個氫原子，從而使石墨烯中sp2碳原子變成sp3雜化。 可以在實驗室中通過化學改性的石墨製備的石墨烯的可溶性片段。