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        石墨烯

        石墨烯(Graphene)是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料,石墨烯目前最有潛力的應用是成為的替代品,制造超微型晶體管,用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅,計算機處理器的運行速度將會快數百倍。

        作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為"黑金",是"新材料之王",科學家甚至預言石墨烯將"徹底改變21世紀"。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。

        石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構它可以翹曲成零維(0D)富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)碳納米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結構單元為有機材料中最穩定的六元環是目前最理想的二維納米材料.。理想的石墨烯結構是平面六邊形點陣,可以看作是一層被剝離的石墨分子,每個碳原子均為sp2雜化,并貢獻剩余一個p軌道上的電子形成大π鍵,π電子可以自由移動,賦予石墨烯良好的導電性。二維石墨烯結構可以看是形成所有sp2雜化碳質材料的基本組成單元。

             主要應用:因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料,電子在其中的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。

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