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單層石墨烯為單一碳原子層所組成的二維平面蜂巢狀石墨，各碳原子之間的sp2共價鍵造就成世上*薄卻*堅硬的材料(斷裂強度約為鋼的200倍)，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3 %的光；熱傳導系數(shù)高達5300 W/m．K，高于碳納米管和金剛石；電阻率只約0.96×10-6 Ω．cm，低于銅和銀，為目前世上電阻率*小的材料；石墨烯具有相當大的比表面積(2630 m2/g)。石墨烯的嶄新特性，是在沒有任何摻雜的情況下，費米能級位于導帶與價帶間連接的點，在這個點上的電子有效質(zhì)量等于零，載子表現(xiàn)為零質(zhì)量之迪拉克費米子，具有極優(yōu)異的載子傳導特性，可承載108A/cm2的電流密度，以及高達200,000 cm2/V．s的載子遷移率(高于碳納米管和硅晶體)，速度是光速的1/300；在沒有載子傳輸?shù)那闆r下，石墨烯仍有一個*小的導電率σ=e2/h，石墨烯的電阻值會隨著外加垂值電場的變化而改變，稱為雙極場效應；不遵守量子力學中的波恩-奧本海姆近似,并且能夠在常溫下觀察到的量子霍爾效應。它的室溫霍爾效應使原有的溫度范圍擴大了10倍，顯示了獨特的載流子特性和優(yōu)異的電學質(zhì)量。石墨烯獨特的電子結構還為粒子物理中不易觀察到的相對論量子電動力學效應的驗證提供了更為方便的手段。
       了解了石墨烯的這些性能，相信你能找到合適的應用領域?；蛟S“芝麻開門”的主角就是你。
已知的部分應用實例：
單分子氣體偵測
       石墨烯獨特的二維結構使它在傳感器領域具有很好的應用前景。石墨烯巨大的表面積使其對周圍的環(huán)境非常敏感。即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到。可分為直接檢測和間接檢測。通過測量霍爾效應方法可以間接檢測單原子的吸附和釋放過程。當一個氣體分子被吸附于石墨烯表面時，由于石墨烯具有高電導率和低噪聲的特點，能夠偵測微小的電阻變化，吸附位置會發(fā)生電阻的局域變化。另外，通過檢測分析頻譜可以知道吸附的氣體分子種類。等等
導熱材料/熱界面材料
       石墨烯的熱傳導系數(shù)高。垂直排列功能化多層石墨烯三維立體結構在熱界面材料中的應用已見報道。其具有超高的等效熱導率和超低界面熱阻。
透明導電電極
       石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏幕、液晶顯示器、有機光伏電池、有機發(fā)光二極管等等，都需要良好的透明導電材料。特別是，石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫(ITO)優(yōu)良。避免了氧化銦錫脆度較高，比較容易損毀、也難以柔性化的缺點。石墨烯有望成為理想的透明導電膜。原因是它的載流子遷移率非常高，即使載流子密度較低，導電性也不容易下降。而載流子密度較低的話，會比較容易穿過更大波長范圍的光。相當于單個原子的超薄厚度有助于提高透明性。不僅是可見光，石墨烯還可透過大部分紅外線，這對于還希望利用紅外線來發(fā)電的太陽能電池而言，能大幅提高太陽能電池的轉化效率，成為劃時代的透明導電膜。以韓國三星公司為代表的企業(yè)已經(jīng)開始量產(chǎn)新一代超高清晰度的石墨烯顯示、觸摸屏。
場發(fā)射源及其真空電子器件  
       早在2002年，垂直于基底表面的石墨烯納米片膜就被成功制備出來。是非常優(yōu)良場致發(fā)射材料?，F(xiàn)在性能更好的單片石墨烯的場致電子發(fā)射效應裝置也已經(jīng)開發(fā)成功。
超級電容器
       由于石墨烯具有很高的比表面積，可用于超級電容器的導電電極。石墨烯超級電容器的儲存能量密度大于現(xiàn)有的電容器。比功率遠大于現(xiàn)有體系。目前國內(nèi)外在這方面已經(jīng)走到開始小批量試生產(chǎn)階段。公司在超級電容器領域高比表面積石墨烯材料，基于石墨烯的膺電容材料方面做了一些工作，可以配合相關應用企業(yè)提供相應的產(chǎn)品和解決方案。
石墨烯復合材料
       通過大量制備的石墨粉晶體，可以大量低成本制備石墨烯復合材料，這為其大量應用提供了可能。
鋰電池中的應用
       鋰離子電池由于其單位重量的高能存儲容量和比功率是正在迅速發(fā)展的電池市場。為了滿足電動車和下一代消費電子能量儲存的要求,需要進一步改進性能。本公司與國內(nèi)外公司合作,正在用石墨烯改進現(xiàn)有電池性能，開發(fā)下一代鋰離子電池技術。石墨烯作為電極材料具有獨特的優(yōu)勢—強度高、比表面大而且高導電。這些獨特的屬性結合特別設計的化學改性石墨烯以及新穎的多孔結構提升了鋰離子電池的能量儲存，并使以前技術上難以實現(xiàn)的方案成為現(xiàn)實。開發(fā)的石墨烯-硫陰極展示了非常高的容量(超過900mAh/g)，高的電流密度，好的容量，石墨烯作為陰極材料的鋰-空氣電池有更高的存儲容量（15000mAh/g）。我們正致力于下一代鋰離子電池的石墨烯電極解決方案，研發(fā)中的基于石墨烯的新型電池材料將會在面對現(xiàn)代電子和電動車輛系統(tǒng)要求的降低高能存儲單位成本、提高轉換效率,和延長循環(huán)壽命方面扮演重要角色。
正在開發(fā)、待開發(fā)應用：
       石墨烯是一種目前正在開發(fā)中,*令人興奮的新材料。它給超級電容器、電池、觸摸屏、邏輯元件、傳感器、顯示屏、復合材料等等帶來**的性能，使它們的電學、熱學和力學性能大大提高。還有許多性質(zhì)有待認識，大量的應用有待開發(fā)。
       石墨烯是組建納米電子器件的**材料，用它制成的器件更小，消耗的能量更低，電子傳輸速度卻更快。由于其高的電子傳輸速度和優(yōu)異的電子傳輸特性(無散射)，石墨烯可以制作高頻晶體管(高至THz )。石墨烯結構在納米尺度穩(wěn)定，甚至只有一個六角環(huán)存在的情況下仍穩(wěn)定存在，這對開發(fā)分子級電子器件具有重要的意義。利用電子束印刷刻蝕技術制備的單電子組件可能突破傳統(tǒng)電子技術的極限，在互補金屬氧化物半導體(CMOS) 技術、內(nèi)存和傳感器等領域有很大應用前景，有望為發(fā)展超高速計算機芯片帶來突破，也會對醫(yī)藥科技有極大的促進作用。
       單層石墨烯薄膜還可用于制造分解氣體的顯微濾網(wǎng)。在醫(yī)藥研究方面，這種只有一個原子厚度的薄膜可用來支撐分子，供電子顯微鏡進行觀察和分析，對醫(yī)學界研發(fā)新的醫(yī)療技術將有極大幫助。石墨烯在檢測氣體時具有很低的噪聲信號，可精確地探測單個氣體分子，這在化學傳感器和分子探針方面有潛在的應用前景。 
石墨烯內(nèi)存在很強的電子聲子耦合。這種現(xiàn)象預示超導現(xiàn)象的出現(xiàn)。已經(jīng)有人用石墨烯連接兩個超導電極，通過柵電極控制電流密度研究約瑟夫森效應，觀察到有超電流通過，而且即使在零電荷密度時， 也同樣有超電流。說明石墨烯具有超導性，并且比C60材料和碳納米管的超導性能更好，超導溫度更高。
       多種制造技術正用于生產(chǎn)石墨烯,每一種都有自己的優(yōu)點和缺點包括不同規(guī)模、不同的成本結構和不同的石墨烯質(zhì)量。還原氧化石墨烯是一個有前途的低成本的合成石墨烯的方法,它提供了一個透明導電膜和柔性電子產(chǎn)品的可行路線。它利用氧化反應在石墨層的碳原子上引入官能團，使石墨的層間距增大，從而削弱其層間相互作用，然后通過超聲波或快速膨脹將氧化石墨層層分離得到氧化石墨烯，然而氧化石墨烯并非真正的石墨烯，*后通過化學還原或高溫還原等方法去除含氧官能團得到石墨烯。該方法是目前可以大量制備石墨烯的有效方法。
       傳統(tǒng)氧化還原法生產(chǎn)石墨烯過程中,釋放含氧官能團不可避免留下的空缺位和拓撲缺陷,其*致命的缺點就是導電度極差和缺陷多,阻礙了石墨烯的實際應用。,我們采用實時修理新生兒碳自由基產(chǎn)生的空缺位的熱分解過程，得到單層石墨烯的導電率超過傳統(tǒng)方法的大約六倍至350- 410S/cm(同時保留> 96%的透明度)。x射線光電子能譜(XPS)和拉曼光譜表明,導電率增強可以歸因于形成額外的sp2 C結構。我們的方法提供了大批量、廉價、有效的生產(chǎn)高導電透明石墨烯的工業(yè)化途徑。
 
技術數(shù)據(jù)：
單層比率：＞80%
尺寸：0.5—2μm
碳含量：＞97%
氧含量：≤2.1%
比表面積：400-1000M2/g
灰分：≤0.1
水分：≤2.0%
備注：比表面積＞1000 M2/g 需定制。