新型材料石墨烯的优势和潜力大吗?

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科学家研究表明石墨烯是属于二维晶体,我们日常生活中所能见到的石墨烯是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而成的。科学实验证明石墨的分层之间相互作用力比较弱,在外力的作用下容易分离,形成薄片。当通过科学手段分离各个石墨层后,就会形成单层的石墨片,这种只有一个碳原子厚度的单层就被称之为石墨烯。

由于石墨烯是集声、光、电、热、力、磁四种以上材料特性于一身,同时具备良好的透光性、导热性等其他材料不具备的性能。

随着科学研究的不断深入及困难点的不断突破,石墨烯日后可能会应用在各个领域。移动设备、新能源电池等领域。传感器、晶体管、显示屏、电池、感光元件、复合材料等都是石墨烯的应用领域,我国储能丰富,价格也低,所以石墨烯必将被广泛的应用。

石墨烯合金。因为它具有耐高温的特性,所以成为航空航天领域常用到钛合金材料,但是它的缺点也比较明显,散热性比较低,因此需要在设备上增加一些散热装置来帮助它克服自身缺点,使合金的热导率、导电性等功能特性得到优化。

石墨烯防d。石墨烯具有优胜的力学功用,会应用到防d衣、甲片上。石墨烯能明显增强蜘蛛丝的强度,复合丝可达天然蛛丝强度的3.5倍,是单兵防d衣的高功用材料。

石墨烯半导体封装。在电子封装材料领域,我国将石墨烯与铝合金通过技术手段完结合在一起,研究出了超越上一代的高性能的电子封装材料。与传统的铝-硅合金相比,这种材料的导热性能提升1倍以上,强度提升90%,对相关产业的技术升级具有重要意义。

石墨烯的优势和潜力是很大的。将来应用的领域也很广泛。对于石墨烯的研究,科学家从未停止过,未来石墨烯将作为新型材料广泛应用、造福人类。

一种全新的碳基材料——一氧化石墨烯(GMO)由美国威斯康辛大学米尔沃基分校的科学家在日前发现,据电磁流量计获悉,该半导体新材料由碳家族的神奇材料石墨烯合成,有助于碳取代硅,应用于电子设备中。该团队在研究一种混合纳米材料时,无心插柳得到了GMO。起初,他们的研究对象是一种由碳纳米管(将石墨烯卷成圆柱状得到)组成的、表面饰有氧化锡纳米粒子的混合纳米材料,陈俊鸿用这种混合材料制造出了高性能、高效率而廉价的传感器。为了更好地了解这种混合材料的性能,科学家们需要想方设法让石墨烯变身为其“堂兄弟”——能大规模廉价生产的绝缘体氧化石墨烯(GO)。GO由石墨烯不对齐地堆叠而组成。实验中,陈俊鸿和物理学教授马瑞加·加达得兹斯卡在真空中将GO加热以去掉氧。然而,GO层中的碳和氧原子没有被破坏而是变得排列整齐,变成了有序的、自然界并不存在的半导体GMO。该研究团队接下来需要了解什么触发了这种材料的重组以及什么环境会破坏GMO的形成。威斯康辛大学米尔沃基分校表面研究实验室的主任迈克尔·梅韦纳说:“还原反应会去除氧,但实际上,我们获得了更多氧,因此,我们需要了解的事情还有很多。”该研究团队的成员、力学工程教授陈俊鸿(音译)表示:“石墨烯研究领域的主要驱动力之一是使这种材料成为半导体,我们通过对石墨烯进行化学改性得到了新材料GMO。GMO展示出的特性表明,它比石墨烯更容易大规模生产。”因为GMO是单层形式,因此其或许可应用于与表面催化有关的产品中。他们正在探索其在锂离子电池阳极的用途,GMO有可能提升锂离子阳极的效能。研究人员埃里克·马特森说:“我们认为氧会离开,留下多层石墨烯,但结果却并非如此,让我们很吃惊。”据电磁流量计了解,石墨烯的导电、导热性能极强,远超硅和其他传统的半导体材料,而由硅制成的晶体管的大小正接近极限,科学家们认为,纳米尺度的碳材料可能是“救命稻草”,石墨烯未来有望取代硅成为电子元件材料。


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