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石墨烯的特点与应用

2020-03-18      146

石墨烯的发现在科学界引起了巨大的轰动,不仅是因为它打破了二维晶体无法真实存的理论预言,更为重要的是石墨烯的出现带来了众多出乎人们意料的新奇特性,使它成为继富勒烯和碳纳米管后又一个里程碑式的新材料。

 

也许说到石墨烯大家可能有些陌生,但是我们每个人都有使用铅笔的经历,但几乎没有人意识到当我们用铅笔在纸上留下字迹的同时也不知不觉地制造出了很有可能在不久的将来改变人类生活的新材料。这种目前在科学界热门的材料就是石墨烯。顾名思义,石墨烯与石墨有紧密的联系。

 

我们知道,石墨是一类层状的材料,它是由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。由于层间的作用力较弱,因此石墨层间很容易互相剥离,即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨,这就是石墨烯。

 

石墨烯作为一个里程碑式的新材料都能应用在哪些地方呢?

 

一、锂离子电池中的应用

石墨烯作为电池电极材料以提高电池效有着诱人的应用前景。

 

二、计算机芯片材料中的应用

末来计算机芯片材料中石墨烯可能取代硅。石墨烯具有远高于硅的载流子迁移率,并且从理论上说,它的电子迁移率和空穴迁移率两者相等。

 

三、减少纳米元件噪声领域的应用

普通的纳米元件随着尺寸越来越小,电噪声,会变得越来越大,因此如何减小噪声成为实现纳米元件的关键问题之一。通过一层叠加在另一层上面的双层石墨烯来构建晶体管时,发现可大幅降低纳米元件特有的噪声。

 

四、石墨烯有着优异的氢气吸附特性,可应用于储氢材料领域。

 

五、其他

随着研究的不断深入,石墨烯的优异性能和潜在价值被逐步发掘出来,而其在复合材料、纳米器件、储氢材料,量子计算机以及超灵敏传感器等领域也受到了越来越多的关注。

 

 

 

 

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