全球涌动石墨烯热 产业前景十分诱人
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2020-2021学年湖北省武汉市江夏(蔡甸)区七年级下学期期中语文试题1. 依次填入下面横线处的词语,恰当..的一组是()“粗估”参数的时候,要有物理______;昼夜不断地筹划计算时,要有数学见地;决定方案时,要有勇进的______和稳健的______。
可是理论是否准确永远是一个问题。
A.判断直觉胆识B.直觉胆识判断C.胆识直觉判断D.胆识判断直觉2. 下列各句中有语病...的一项是()A.有一年夏天,老王给我们楼下人家送冰,愿意给我们家带送,车费减半。
B.辞岁之后,我从长辈处得到压岁钱,用红纸包着放在枕边,只要过一宵,便可以随意使用。
C.父亲的这双脚是洗不干净的,他一般都去凼里洗,拖着一双湿了的唿嗒唿嗒的草鞋走回来。
D.我们的战士,对敌人这样狠,而对朝鲜人民却是那样地爱,充满国际主义的深厚热情。
3. 下列各句标点符号使用不规范...的一项是()A.那时候,他已经诗兴不作而研究志趣正浓。
他正向古代典籍钻探,有如向地壳寻求宝藏,仰之弥高,越高,攀得越起劲;钻之弥坚,越坚,钻得越锲而不舍。
B.老山界是我们长征中所过的第一座难走的山。
但是我们走过了金沙江、大渡河、雪山、草地以后,才觉得老山界的困难,比起这些地方来,还是小得很。
C.有一天下午鲁迅先生正在校对着瞿秋白的《海上述林》,我一走进卧室去,他从那圆转椅上转过来了,向着我,还微微站起了一点。
D.我想起幽远的车铃,晴天里马儿戴着串铃在溜直的大道上跑着,狐仙姑深夜的斓语,原野上怪诞的狂风……这时我听到故乡在召唤我,故乡有一种声音在召唤着我。
4. 阅读下面的文章,完成各题。
石墨烯电子显示屏①被称为“黑金”的石墨烯作为目前发现的一种新型纳米材料,被预言将掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
目前,全球仅有两家电子纸显示器供应商,其中一家就是在广州南沙由广州仔创办的企业奥翼电子。
奥翼电子率先将石墨烯用于显示技术,研制出全球首款“石墨烯电子显示屏”。
②这种显示屏耐摔耐撞、透光率高,显示亮度佳,并且能像纸一样卷曲,非常适合用在穿戴式电子设备上。
(三)阅读下面选文,完成16—18题。
(7分)石墨烯,潜在应用令人惊喜①2017年,英国和中国的科学家先后利用不同方法,实现了对氧化石墨烯层间距的精准控制,使得体积较小的水分子可以顺利通过,而盐离子则被“堵在门外”。
该成果展现了氧化石墨烯在海水淡化领域的巨大潜力。
②氧化石墨烯是石墨烯的“孪生弟弟”。
自2004年英国物理学家在实验室内用看似不可思议的“撕胶带”的方法,从大块石墨中剥离出科学家曾理论预言不可能稳定存在的单层石墨烯以来,石墨烯这一科学名词已变得家喻户晓。
短短十几年,围绕石墨烯的各项研究发展迅猛,并展现出极其广阔的应用前景。
③石墨烯是“碳材料家族”中的一员,是由一个个碳原子在平面内按照六边形蜂窝状结构排列形成的一种层状材料。
由于其厚度只有一个碳原子的大小,约为0.34纳米,相当于一根头发丝的二十万分之一。
是人类迄今为止发现的最薄材料,石墨烯也被称作是一种二维材料。
④正是由于这种特殊的二维原子结构,石墨烯展现出了许多普通三维材料并不具备的奇异性质。
单层石墨烯的透光率高达97.7%,肉眼看过去几乎是完全透明的。
它有着绝佳的导热性,传热导能力是金刚石的两倍以上。
石墨烯的机械强度极大,比钢铁还要强200倍。
如果把1平方米的单层石墨烯做成一张吊床,区区0.34纳米的厚度便可以稳稳地承载一只猫。
石墨烯还具有十分优良的电学性质,导电性比银和铜还强,载流子迁移率比碳纳米管和硅还高。
⑤基于石墨烯极其优异的物理特性,人们对它的应用寄予厚望。
近十年的研究表明,石墨烯在基础研究、高频电子器件、柔性显示、电化学生物传感器、新能源电池、超级电容、航空航天等领域有着非凡的应用潜力,被誉为“黑金”和“新材料之王”。
⑥在众多潜在应用中,石墨烯净水技术不仅在原理上具备较高的可行性,在实验室也取得了许多重大突破。
众所周知,活性炭作为一种常见的传统污水处理材料,内部有很多疏松的孔隙,具有很强的吸附能力。
而石墨烯特殊的层状和孔状结构,使其吸附能力是活性炭的成百上千倍。
发光石墨烯量子点的应用及未来展望摘要作为石墨烯家族的最新成员,石墨烯量子点(graphene quantum dots,GQDs)除了具有石墨烯优异的性能之外,还因其明显的量子限域效应和尺寸效应而展现出一系列新颖的特性,吸引了各领域科学家们的广泛关注。
在这篇论文中,我们主要综述了石墨烯量子点的制备方法以及潜在应用,此外还说明了石墨烯量子点的发光机制以及对于其的展望。
关键词:石墨烯量子点,发光材料,应用1 引言碳是地球上储量最丰富的元素之一,一次又一次得带给我们各种明星材料。
1985年,克罗托、科尔和斯莫利三位科学家发现了富勒稀(C60)。
1996年获得诺贝尔化学奖,这是零维碳材料的首次出现。
而1991年碳纳米管的发现则成了一维碳材料的代表。
1947年就开始了石墨烯的理论研究,用来描述碳基材料的性质,迄今有60多年历史。
直到2004年,Novoselov和Geim (英国曼彻斯特大学教授)利用微机械剥离法使用胶带剥离石墨片,首次制得了目前最薄的二维碳材料—石墨稀,仅有一个原子厚度,2010年他们获得了诺贝尔物理奖,从此石墨稀成了物理学和材料学的热门研究对象。
石墨烯量子点(GQDs),一种新型的量子点,当GQDs尺寸小于100 nm时,就会拥有很强的量子限制效应和边缘效应,当尺寸减小到l0nm时,这两个效应就更加显著,会产生很多有趣的现象,这也引发了广大科学家的研究兴趣。
GQDs具有特殊的结构和独特的光学性质,即有量子点的光学性质又有氧化石墨烯特殊的结构特征。
GQDs的粒径大多在10 nm左右,厚度只有0.5到1.0 nm,表面含有羟基、羰基、羧基基团,使得其具有良好的水溶性。
GQDs的合成方法不同,尺寸和含氧量不同,使紫外可见吸收峰位置不同。
不同的合成方法使GQDs的光致发光性质不同,光致发光依赖于尺寸、激发波长、pH以及溶剂等。
有些GQDs 还表现了明显的上转换发光特性,GQDs不仅拥有光致发光性质还有优越的电致化学发光性能。
专题25 阅读理解题1.(2022年湖南省衡阳市中考)阅读下面科普短文:2004年,科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(有人称为石墨烯),其层内微观结构如图1.这种单层的石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质。
石墨烯是由碳原子构成的一层或几层原子厚度的晶体,在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用,不同领域的应用分布如图2纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。
纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。
另外,纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团,影响菌体的正常代谢,从而使菌体无法吸收养分直至死亡。
随着科技水平的提升,石墨烯作为一种基本材料,其应用会有越来越多的可能。
请依据文章内容回答下列问题:(1)石墨烯的物理性质有_______。
(任写一条)(2)石墨烯应用占比最高的领域是_______。
(3)纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有_______。
(任写一条)【答案】(1)导电性(或者导热性等)(2)电子领域(3)在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢【解析】(1)根据文章内容可知石墨烯在电子领域有广泛应用,且能将热量传送给人体,故其物理性质有导电性、导热性。
(2)根据图2信息可知,石墨烯在电子领域应用占比27%,在该领域占比最高。
(3)文章内容中已给出:纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。
2.(2022年安徽省中考)阅读下列科技短文并回答问题。
过氧化氢可用于消毒杀菌,具有不稳定性。
将水蒸气冷凝在硅,玻璃,塑料、金属等材料表面,均发现了过氧化氢的存在。
研究显示:水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时,部分水分子会转化为过氧化氢分子。
水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。
过氧化氢的产生量与温度,温度等环境条件密切相关。
第—章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积,近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视,应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。
具体在五个应用领域:一是储能领域。
石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。
二是光电器件领域。
石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。
三是材料领域。
石墨烯可作为新的添加剂,用于制造新型涂料以及制作防静电材料。
四是生物医药领域。
石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。
五是散热领域。
石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品,比如当前全球热销的智能手机、IPAD电脑、半导体照明和液晶电视等。
中国科学院预计,至V 2024年前后,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。
目前,全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅,纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ,其若能替代晶硅市场份额的10%,就可以获得5000亿元以上的经济利益;全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上,并保持了20%以上的增长,石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,就可以获得2500吨的市场规模。
可见,石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。
上游制备下游应用岗将潦期:时停上甲台设备南腐就黑材并t等罪既、低精片电学村卅:导电浦墨、电最电蚊的电瞬房衣班利建强材料土布慧堂到毛增强㈱般芝级电家器如离于电池:导电辱加Jt tfe+W做按新F机,*战显示乐t-ftS件:芯片措感8刷圳姓开电也林丹企昌营条上壤停皂室舍屈莎染治理涿武淡it霁皆侬手如向隽物输送俄化我供正是在这一背景下,目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼,具体应用如下:2.1石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点,目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。
石墨烯的结构及性质、用途一、石墨烯的发现2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等制备出了石墨烯。
海姆石墨烯和他的同事偶然中发现了一种简单易行的新途径。
他们强行将石墨分离成较小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。
不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。
斯德哥尔摩2010年10月5日电瑞典皇家科学院5日宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈-海姆和康斯坦丁-诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
二、石墨烯结构石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。
它不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。
石墨烯在原子尺度上结构非常特殊,必须用相对论量子物理学(relativistic quantum physics)才能描绘。
石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。
石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨毡石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
三、石墨烯的性质石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electric charge carrier),的性石墨烯晶体质和相对论性的中微子非常相似。
为了进一步说明石墨烯中的载荷子的特殊性质,我们先对相对论量子力学或称量子电动力学做一些了解。
专题11 11组热门人物素材及适用话题01邓稼先1924.06.25--1986.07.29人物简介核物理学家,中国核武器研制开拓者和奠基者,被称为“两弹元勋”,为中国国防自卫武器的发展作出了重要贡献。
经典语录如果做好了这件事(核事业),我这辈子就活得很值得,就是为它死也值得。
人物事例作为核武器总设计师的邓稼先,在一次原子弹试验事故处理中,命令所有人退后,自己抢上前去,亲身涉险,去接受致命的核污染。
正如他所说的:“如果做好了这件事(核事业),我这辈子就活得很值得,就是为它死也值得。
”苟利国家,不量祸福,不问生死。
适用主题家国情怀、不怕牺牲、敬业奉献等02钱学森1911.12.11--2009.10.31人物简介应用力学家、系统工程科学家,为组织领导中国运载火箭和航天器的研制工作作出了巨大贡献。
经典语录我的事业在中国,我的成就在中国,我的归宿在中国。
人物事例44岁的钱学森正是盛年英姿,辗转五载,他坎坷归来,要将满腹学识献给祖国;驱驰半生,他呕心沥血,呵护国防现代化的种子,生根发芽,直至枝繁叶茂;迎难而上,他勤修不辍,不问报偿,只求泱泱中华,扬眉吐气,奋起砥砺尊严。
正如他所说的:“我的事业在中国,我的成就在中国,我的归宿在中国。
”愿将此生许家国,志存兴邦忘功名。
适用主题家国情怀、民族英雄、不畏艰辛等03黄旭华1926.03.12--人物简介核潜艇研究设计专家,是中国第一代核动力潜艇研制创始人之一,被誉为“中国核潜艇之父”。
经典语录人家问我,忠孝不能两全,你怎么理解?我觉得对国家的忠就是对父母最大的孝。
人物事例34岁的黄旭华,受命研制核潜艇,此后他如泥牛入海,杳无音讯,而被弟妹误认为是不要家的,不养育父母的不孝儿子。
三十年后,他母亲看到一篇题目为《赫赫而无名的人生》文章里面写的“黄总设计师”,才知道这段隐藏的秘密,此时的母亲满眼泪水,自豪不已。
正如他所说的:“对国家的忠就是对父母最大的孝。
”蹈历奇兵游瀚海,忠勇堪书白马篇。
弯折角度对石墨烯纳米带热导率的影响研究*韩梦迪,梅健,柯青(华中科技大学电子科学与技术系,武汉430074)本文采用非平衡分子动力学方法研究了不同温度下石墨烯纳米带(GNR)的热导率随弯折角度的变化规律。
在室温下,GNR的热导率随长度增加而增加,随宽度增加而下降。
随着温度的升高,GNR的热导率下降,但是当弯折角度很大时,声子散射对热导率的影响很大,导致此时GNR的热导率并不随温度升高而下降。
当GNR在热传导方向出现了弯折时,各处温度梯度不一致,其热导率也出现了不同程度的下降,下降程度由弯折角度和边缘手性共同决定。
此外,对于弯折角度过大的GNR,其热导率较低,在弯折处存在很大的温度跳变,进行边缘修饰可以提高其热导率并减小弯折处的温度跳变。
关键词:石墨烯纳米带,分子动力学,热导率,弯折PACS: 05.70.Ln1.引言随着半导体技术的发展,超大规模集成电路的特征尺寸不断缩小[1]。
目前集成电路已经进入了纳米时代,在纳米级别,金属的热稳定性下降,电阻率增加,这会影响到集成电路的散热性能。
传统金属材料中,铜的热导率为400 W/mk[2],是目前集成电路互连线的主要材料。
相比之下,碳材料具有很高的热导率,Slack等人测得金刚石的热导率为2000 W/mk[3],Berber通过分子模拟得到碳纳米管的热导率为6600 W/mk[4]。
自从2004年Novoselov等人通过实验制得石墨烯后[5],一系列的研究表明石墨烯具有独特的电磁学性质[6-9]。
在热学性质方面,石墨烯同其它碳材料一样,具有极高的热导率[10]。
现有的实验已经可以制备出高质量的石墨烯[11],并能很好的控制其边缘的几何形状[12]。
由于石墨烯纳米带(GNR)具有高热导率,并与碳基电路相适应,将其用作新一代集成电路互联线可以解决纳米尺度下的散热问题,具有十分诱人的前景[13-15]。
GNR的热导率受到很多因素的影响,例如当GNR的长度小于声子平均自由成775 nm[16]时,长度的增加会使GNR的热导率增大[17, 18]。
浓厚对标加油干氛围找准对标的方向和路区委书记在对标学习考察交流会上的讲话这次区委、区政府组团赴学习考察,是我区贯彻落实市委七届四次全会和市委书记调研时讲话精神,主动对标、提升发展热度的一项重要举措。
回来后,我们紧接着召开学习考察交流会,主要目的就是希望通过参团领导干部的发言,让大家对发展有更深层次的认识,进而引导全区上下进一步浓厚“对标加油干”的氛围,找准对标的方向和路径,推动各项事业发展不断迈上新台阶。
刚才,书记、主席、区长和个街道(园区)、个部门主要负责人的发言都很精彩,有思考、有深度;徐区长也作了很好的讲话,我完全同意。
从大家的发言可以看出来,短短两天的学习考察对大家的触动都很大。
特别是人解放思想、敢为人先的创新精神,放眼世界、追求卓越的不懈追求和苦干实干、善作善成的工作作风,让人印象深刻、深受启发,使我们切身体会到了与先进地区发展上的差距和思想上的差距。
在学习考察期间和回到镇江后,我一直在思考三个问题:一是他们的发展口号没什么特别,为什么若干年后,发展成果如此丰硕?二是他们依靠什么培育了这么多龙头企业和“单打冠军”,集聚了如此高精尖的战略性新兴产业?三是大家面临的困难矛盾相差不大,为什么几年后,他们能够成功“转型出关”?结合大家的交流发言和自己的思考分析,我认为,问题的答案就是我们与相比,在四个方面存在明显差距。
一是差在发展理念上。
仔细分析个辖(市)区的发展理念和思路,不难发现,他们尽管没有提一些“高大上”的口号,但他们特别注重立足自身条件,因地制宜地探索切合实际的发展路子,坚定不移地把自己的特色优势发挥到极致。
比如,市立足民营经济发达的实际,坚定不移地实施产业强市战略,通过企业上市、自主创新、培树品牌来发展壮大实体经济,进而带动经济社会各项事业的发展。
区依托古城保护开发,做足历史和文化的文章,推动高端服务经济、文化旅游创意产业集群发展,推动城市管理、社会治理和党的建设形成特色。
我们在谋划发展过程中,有时容易忽视了对区情的深入研究和对自身基础与优势的精准把握,或者即使研究透了、把握准了,但视野不宽、思路不活、办法不多(比如,校地融合发展战略),最终发展效果不甚理想。
一步水热法合成铕掺杂石墨烯量子点复合材料及溶液性质的研究1.1 石墨烯量子点概述近年来,石墨烯因独特的性能而受到越来越多的关注,如大的比表面积、高的载流子迁移率、优异的机械灵活性、良好的热/化学稳定性以及对环境友好的特征等。
与二维的石墨烯纳米片( graphene nanosheets,GNSs) 和一维的石墨烯纳米带( graphene nanoribbons,GNRs ) 相比,零维的石墨烯量子点( graphene quantum dots,GQDs) 由于其尺寸在100nm以下表现出更强的量子限域效应和边界效应,因此在许多领域包括太阳能光电器件、生物医药、发光二极管和传感器等有着更加诱人的应用前景,能实现单分子传感器,也可能催生超小型晶体管或是利用半导体激光器所进行的芯片上通讯用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等等[5-6]。
图1.1a 石墨烯量子点示意图由于边缘状态和量子局限,石墨烯量子点的形状和大小将决定它们的电学、光学、磁性和化学特性。
大量获取特定边缘形状和均匀尺寸的石墨烯量子点是个难题。
GQDs 的合成方法有很多,大部分可看作是对碳纳米晶体合成方法的延伸和补充。
从材料学的角度,GQDs的制备包括自上而下和自下而上的两大类方法。
自上而下的方法是指通过物理或化学方法将大尺寸的石墨烯薄片( GSs) 切割成小尺寸的GQDs,包括水热法、电化学法和化学剥离碳纤维法等; 自下而上的方法则是指以小分子作前体通过一系列化学反应制备GQDs,主要是溶液化学法、超声波和微波法等。
在这些反应中,GQDs因反应中加入增溶基团而具有良好的水溶性。
另外一些较为特殊的方法,如电子束刻蚀和开笼法,所需要的苛刻制备条件很大程度上限制了这些方法的推广。
钌催化富勒烯C60图1.1b 水热法制备GQDs机理图水热法与其他方法相比量子产率较高,但不足之处在于: 它是基于原材料GO及其还原产物的基础上进行的,而这些产物是通过一系列的化学反应氧化大量的石墨粉末得到,还原过程通常需添加大量的试剂并耗费数天时间。