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石墨烯是什么?为什么说它是未来革命性的超级材料?无论是柔软易碎的石墨,还是坚硬无比的钻石,它们的本质都是碳元素的同素异形体,因为碳元素的排列组合方式不同致使它们的形态和特点大相径庭。小时候使用的铅笔书写润滑却又容易断裂,这是因为石墨是片层状的碳原子结构,虽然每一层都很坚固,但是层与层之间的范德华力较小,一旦施加外力就容易分层断裂。
二、导电性和导热性极强,石墨烯的导热系数高达5300瓦/m·K,且电阻率只有百万分之一欧母每厘米,也就是说在石墨烯中电子跑的非常快,因此人们也期待石墨烯可以成为制作芯片的候选材料,不仅能提高计算机的性能,也不用担心散热的问题。2012年,美国IBM公司成功研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路,这也为石墨烯的便携应用带来希望。
三、透光性强,石墨烯具有良好的光学特性,它的透光率在97%以上看起来几乎透明,或许在未来可以应用到投影领域比如智能眼镜、智能显示屏等等。
四、比表面积大,每克石墨烯的总面积可以达到2600多平方米,再加上独特的网状结构使得石墨烯的吸附性能非常强,可以用来过滤杂质或者进行特定药物的输送。基于以上优势,人们迫不及待的想要在商品中应用石墨烯,其中最受瞩目的莫过于石墨电视将石墨烯添加进锂电池中可以大大提升它的储电量和导电性能。2014年,西班牙的一家公司就研发了首款石墨烯聚合材料电池,它的储电量是当时市场最好产品的三倍能够供电动车行驶一千公里且充电时间只需要八分钟。尽管石墨烯的发展前景听起来很美好,但是从实验室到市场仍有很远的路要走,目前制造出来的石墨烯产品大多不是完整的单层结构而是复合后的多层结构,这会让石墨烯的优势大打折扣。 因此如何制备出高质量的石墨烯材料,如何优化制备工艺降低生产成本以及发掘石墨烯应用的更多是科研人员和企业不断努力的方向。这将为石墨烯真正走上产业化道路奠定坚实的基础。