首页/ 新闻资讯/【科普知识】三个问题带你认识“新材料之王”——石墨烯!

【科普知识】三个问题带你认识“新材料之王”——石墨烯!

如果要说现在什么新装备最火?

大家都会想到无人机、机器人。

如果说什么新工艺最火?

那无疑是3D打印。

如果说新材料呢?

很多人都会想到石墨烯。

它的厚度仅为头发丝的20万分之一,

而强度却是钢的200倍。

它是世界上已知的最薄最轻最强的材料。

石墨烯到底是何方神圣?

一起来看看!

什么是石墨烯

首先它由碳原子组成,既有石墨的特征,又有烯烃的特征。石墨是六角形三维分层结构,烯烃是二维平面对称结构。综合起来权威的定义是:石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp⊃2;杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

它为何如此受关注

石墨烯超薄超轻超强,还有很多神奇的性能,因此号称“新材料之王”。

超薄

1毫米厚的鳞片石墨=300万片石墨烯

超轻

取一块红枣大小的石墨烯气凝胶,放置在动物毛发上。动物毛发可以支撑起石墨烯气凝胶,肉眼观察几乎没有发生任何变形。

超强

如果能将完美石墨烯膜制作成保鲜膜,把这种石墨烯保鲜膜盖在杯子上面,上面坐一头大象才能让其破裂,足以见其强度之高。

胶带撕出来的“宝藏”

2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断这样操作,薄片越来越薄,最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。

其实,石墨烯本来就存在于自然界。比如1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯,铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹可能就是几层石墨烯。但因为早在70多年前,理论研究就表明,完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在,它难以剥离出单层结构,导致直到2004年才发现石墨烯。

它有什么用

石墨烯有着令人难以置信的物理特性,对于各种各样的领域来说都是具有革命性的存在。比如它可以做触摸屏,因为它是透明导电薄膜;也可能用做超快集成电路,因为石墨烯里的电子跑的非常快,在室温下的电子迁移率超过了硅材料的10倍;它是轻质高强材料,在航空航天领域有非常重要的应用前景;它的电磁屏蔽性质,也可以利用来做隐型飞机、隐身材料……

除了工业上的应用,石墨烯也可以应用在我们的生活用品中。