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石墨烯的定义是什么
编辑: 时间: 2022-01-31

石墨烯一词在过去的两年里并不陌生。石墨烯是一种二维碳纳米材料。近年来,石墨烯在化学、材料、物理、生物、环境、能源等多个学科领域取得了一系列重要进展。虽然石墨烯从合成和确认到现在只有十多年,但它已经成为今年学者研究的热点。所以今天我们来看看石墨烯的定义和性质。

定义石墨烯

英文名为石墨烯Graphene,碳原子是一种sp二维碳纳米材料由六角形蜂窝晶格组成。用于物理、材料、电子信息、计算机等领域。

石墨烯的性质

1、内部结构

石墨烯中碳原子的排列方式与石墨单原子层相同sp2杂化轨道成键具有以下特点:碳原子有4个价格的电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子贡献一个位置pz未成键电子在轨道上,近邻原子pz轨道垂直于平面π键,新形成的π键处于半填充状态。

2、力学特性

石墨烯是已知强度最高的材料之一,具有良好的韧性和弯曲性。.0TPa,固有拉伸强度为130GPa。

3、电子效应

室温下石墨烯的载流子迁移率约为1.5万cm2/(V·s),这个值是硅材料的10倍以上,是已知载流子迁移率最高的物质锑化锆(InSb)两倍以上。受温度变化影响,石墨烯的电子迁移率较小。

石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到,而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。

4、热性能

石墨烯具有很好的导热性。纯无缺陷单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,碳材料系数最高的碳材料。

5、光学特性

石墨烯具有很好的光学特性,在较宽的波长范围内吸收率约为2.3%看起来几乎透明。大面积石墨烯薄膜也具有优异的光学特性,其光学特性随石墨烯厚度的变化而变化。

6.石墨烯的化学性质与石墨相似。石墨烯能吸附和脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时,可以改变石墨烯载流子的浓度,但石墨烯本身可以保持良好的导电性。但当吸附其他物质时,如H 和OH-石墨烯的导电性会降低,但不会产生新的化合物。

7.生物相容性

羧基离子的植入可以使石墨烯材料表面具有活性功能团,从而大大提高材料的细胞和生物反应活性。

8.氧化还原

可与活性金属反应。可在空气中或氧化酸氧化。

9、稳定性

石墨烯的结构非常稳定。石墨烯内碳原子之间的连接非常灵活。当外力应用于石墨烯时,碳原子表面会弯曲变形,使碳原子无需重新排列以适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优异的导热性。

什么是石墨?

以上是介绍石墨烯的定义和性质。我希望它能帮助你。更多关于石墨烯的信息也可以继续关注科学高分网络。如果您有任何问题,请留言!

   

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