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详细-介绍石墨烯英文版

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石墨烯资料

石墨烯资料

一、石墨烯概述石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。

是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，其厚度只有0.335纳米，仅为头发的20万分之一。

被认为是构建其它维数碳质材料（如0维富勒烯、1维纳米碳管、3维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学特性。

石墨烯材料分为两类，一类是由单层或多层石墨烯构成的薄膜，另一种是由多层石墨烯构成的微片。

石墨烯薄膜又分为单晶薄膜和多晶薄膜。

石墨烯是目前最薄也是最坚硬的纳米材料，同时具备透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等众多普通材料不具备的性能，未来有望在电极、电池、晶体管、触摸屏、太阳能、传感器、超轻材料、医疗、海水淡化等众多领域应用，是最有前景的先进材料之一。

二、石墨烯的优异性能1.理论比表面积高达2600m2/g VS活性炭1000~1800 m2/g2.导热系数高达5300 W/m·k VS铜400 W/m·k3.电子迁移率超过15000cm2/V·s VS硅1400 cm2/V·s4.电阻率约10-6Ω·cm5.透光率高达98%6.实测弹性模量为1060Gpa7.良好的结晶性8.半整数的量子霍尔效应9.永不消失的电导率三、石墨烯的应用前景3.1石墨烯良好的电导性能和透光性能，使其在透明电导电极方面有非常好的应用前景，石墨烯不仅可以制成太阳能电池用的透明电极，同时还可以用作插入半导体层之间的中间电极。

石墨烯最能发挥威力的领域是有机薄膜太阳能电池领域。

3.2石墨烯还有望成为新型高效的超级电容器电极材料，研究表明，石墨烯超级电容器的充放电速度比传统电池快1000倍。

这种新颖的石墨烯微型电容器有望应用于MEMS系统、便携式电子设备、无线传感网络、柔性显示器，以及其多种生物体内电子设备的储能器件。

3.3触摸屏是石墨烯未来应用的又一大热点。

石墨烯

石墨烯

缺点： 1、充电速度问题。虽然未来的充电速度一定会加 快。但是电池的充电速度永远不可能快于加油速度。 如果一个城市有很多纯电动车，充电时间的累积是非 常恐怖的。这个问题造成的结果，就是电动汽车用起 来永远不会有燃油车那么自如方便。
2、成本问题。电动车为了能反复充电和续航，必 然需要电池这个额外成本。目前动力电池成本大概在 2000 元/千瓦时。一辆汽车如果续航500公里需要90度 以上的电池。这个成本就是18万了。即使日后可以大 规模减轻成本，能达到铅酸电池的成本，也需要8万~9 万。
比砖石还硬的材料
———石墨烯
一、石墨烯材料发现
石墨烯（Graphene）是2004年 由英国曼彻斯特大学科斯提亚.诺沃 谢夫(Kostya Novoselov)和安德烈.盖 姆(Andre Geim)发现的，他们使用的 事一种被称为机械微应力技术 (micromechanical cleavage)的简单 方法。正是这种简单的方法制备出来 的简单物质——石墨烯推翻了科学界 的一个长久以来的错误认识——任何 二维晶体不能在有限的温度下稳定存 在。现在石墨烯这种二维晶体不仅可 以在室温存在，而且十分稳定的存在 于通常的环境下。
石墨烯是新能源汽车的技术突破关键
新能源汽车使用电力驱动电池储能，就必然有优点和缺点。 优点：新能源汽车的核心优点，对于国家来说是节约石 油、减轻环境污染等，但是对于消费者就是两个优点。 1、省钱。燃油车每公里油费大概0.8元，但是使用电只 需要0.2元。另外，电机结构非常简单不易坏，不需要频繁保 养。 2、安静舒适无异味。由于是电机驱动，车没有难闻的汽 油味，而且没有发动机的轰鸣和振动，乘坐非常舒适。另外， 电动车没有离合器，操作简单。
双层石墨烯可降低元器件电噪声
美国IBM公司T.J. 沃森研究中心的 科学家，最近攻克了在利用石墨构 建纳米电路方面最令人困扰的难题， 即通过将两层石墨烯片叠加，可以 将元器件的电噪声降低10倍，由此 可以大幅改善晶体管的性能，这将 有助于制造出比硅晶体管速度快、 体积小、能耗低的石墨烯晶体管。

石墨烯资料

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定义：石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。

是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。

石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。

发现者：安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)化学之最：最薄、最坚硬的纳米材料，电阻率最小的材料石墨烯用途：1、制造下一代超级计算机。

石墨烯是目前已知导电性能最好的材料，这种特性尤其适合于高频电路，石墨烯将是硅的替代品，可用来生产未来的超级计算机，使电脑运行速度更快、能耗降低。

2、制造“太空电梯”的缆线。

科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来，那时卫星就成了有线的风筝，科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料，这就是石墨烯。

3、可作为液晶显示材料。

石墨烯是一种“透明”的导体，可以用来替代现在的液晶显示材料，用于生产下一代电脑、电视、手机的显示屏。

4、制造新一代太阳能电池。

石墨烯透明导电膜对于包括中远红外线在内的所有红外线的高透明性，是转换效率非常高的新一代太阳能电池最理想材料。

5、制造光子传感器。

去年10月，IBM的一个研究小组首次展示了他们研制的石墨烯光电探测器。

6、制造医用消毒品和食品包装。

中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。

利用石墨烯的这一特性可以制作绷带，食品包装，也可生产抗菌服装、床上用品等。

7、创制“新型超强材料”。

石墨烯与塑料复合，可以凭借韧性，兼具超薄、超柔和超轻特性，是下一代新型塑料。

8、石墨烯适合制作透明触摸屏、透光板。

9、制造晶体管集成电路。

石墨烯可取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料，而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。

10、制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，具有军事用途物理性质:电子迁移率15000cm2/(v s)杨氏模量1100GPa断裂强度130GPa导热系数5000W/(m K)理论比表面积2630m2/g可见光透过率≥97%知识补充：电子迁移率（electron mobility）是指在外电场作用下液态介质内的电子受到加速而迁移，称电子迁移。

石墨烯

石墨烯

2.结构 结构
石墨烯（Graphene） 是碳原子紧密堆积成单层二维 蜂窝状格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米， 是构建其他维数碳质材料（如零位富维勒烯、一维纳 米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、 力学性能和电学质量。
3.特性 特性
强度最大最坚硬：有史以来被证实的强度最高的的 材料,比钻石还坚硬，其强度可达130 GPa，是钢的 100多倍，，其断裂强度达到了惊人的42NM-1； 最好的导电性:石墨烯是世界上导电性最好的材料， 电子在其中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。; 最好的导热性:热导率可达5000W/ m·K，是室温下纯 金刚石的 3倍。石墨的导电性比一般非金属矿高一百 倍； 出色的电子输运性:碳原子有四个价电子，这样每个 碳原子都贡献一个未成键的π电子，这些π电子与平面 成垂直的方向可形成轨道，π电子可在晶体中自由移动， 赋予石墨烯良好的导电性。此外，石墨烯是具有零带 隙的能带结构。室温下较高的电子迁移率 （15000cm2.V-1.S-1）； 柔韧性:石墨烯各个碳原子间的连接非常柔韧，当施 加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形。这样，碳原 子就不需要重新排列来适应外力，这也就保证了石墨 烯结构的稳定。
化学方法
氧化石 墨还原 法
化学气 相沉积 法
氧化石墨还原法：
氧化石墨还原 法
• 优点：成本较低、高效、环保，并且能够大规模工业化生产 • 不足：容易导致一些物理、化学性能的损失
化学气相沉积 法
• 优点：可制备出面积较大的石墨烯 • 不足：成本较高，工艺复杂
4.石墨烯在锂离子电池中的应用
低成本石墨烯电池 或将实现“快速充电” 或将实现“快速充电”
10分钟就能完成充电，还不损害电池使用 寿命 ；利用石墨烯制成的石墨烯动力锂电 池，电池极片的导电性能更高，电池内的 电阻更小，蓄电能力、快速充放电能力比 普通锂离子电池强烯制备方法

石墨烯

石墨烯
石墨烯 Graphene
石墨烯简介

石墨烯(Graphene，G) 是 2004 年英国曼彻斯特大 学物理和天文学系的 Geim和Novoselov等发现的 一种新型二维平面碳纳米材料。石墨烯在电子、 信息、能源、材料、催化、吸附和生物医药等领 域具有潜在的应用前景。石墨烯具有大的比表面 积（2630m2/g）、大的共轭体系、很强的疏水性、 易于进行功能化修饰、很好的耐酸、耐碱、耐热 性能和化学稳定性，亦可与有机分子产生强的 π-π 相互作用。石墨烯可由天然石墨制备，因此具有 成本低廉!原料易得且容易实现规模化制备的优点， 比 CNT 更具竞争优势，因此石墨烯及其复合材料 有望成为样品前处理领域的新型、性能优良的吸 附材料。


例3涉及的文献
［５］ＷｕＱ Ｈ，Ｚｈａｏ Ｇ Ｙ，Ｆｅｎｇ Ｃ，ｅｔ ａｌ．［Ｊ］．Ｊ Ｃ ｈｒｏｍａｔｏｇｒ Ａ，２０１１，１２１８（４４）：７９３６－７９４２． ［６］ Ｗｕ Ｑ Ｈ，Ｆｅｎｇ Ｃ，Ｗａｎｇ Ｃ，ｅｔ ａｌ．［Ｊ］．Ｃｏ ｌｌｏｉｄｓ Ｓｕｒｆ Ｂ．，２０１３，１０１：２１０－２１４． ［７］ Ｌｕｏ Ｙ Ｂ，Ｓｈｉ Ｚ Ｇ，Ｇａｏ Ｑ，ｅｔ ａｌ．［Ｊ］．Ｊ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ Ａ，２０１１，１２１８（１０）：１３５３－１３５８． ［８］ Ｓｈｉ Ｃ Ｙ，Ｍｅｎｇ Ｊ Ｒ，Ｄｅｎｇ Ｃ Ｈ．［Ｊ］．Ｃｈｅ ｍ Ｃｏｍｍｕｎ，２０１２，４８（１８）：２４１８－２４２０． ［９］ Ｗａｎｇ Ｌ，Ｚｈａｎｇ Ｘ Ｈ，Ｃｈａｎｇ Ｑ Ｙ，ｅｔ ａ ｌ．［Ｊ］．Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ，２０１４，７：３１８－３２ ５． ［１０］ Ａｌｖａｎｄ Ｍ，Ｓｈｅｍｉｒａｎｉ Ｆ．［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｃｈ ｉｍ Ａｃｔａ，２０１４，１８１（１－２）：１８１－１８８． ［１１］ Ｌｉｕ Ｑ，Ｓｈｉ Ｊ Ｂ，Ｃｈｅｎｇ Ｍ Ｔ，ｅｔ ａ ｌ．［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｍｕｎ，２０１２，４８：１８７４－１８７６． ［１２］ Ｗａｎｇ Ｗ Ｎ，Ｍａ Ｒ Ｙ，Ｗｕ Ｑ Ｈ，ｅｔ ａ ｌ．［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２０１３，１０９：１３３－１４０．

2010 诺贝尔 化学奖 graphene 石墨烯介绍

2010 诺贝尔 化学奖 graphene 石墨烯介绍

graphene知识扫盲ABC墨烯控制制备、结构表征与物性研究系列进展1. 石墨烯（graphene）是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。

石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。

由于其独特的二维结构和优异的晶体学质量，石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象，为量子电动力学现象的研究提供了理想的平台，具有重要的理论研究价值。

因此，石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点。

最近，中科院金属所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部成会明、任文才带领研究生在石墨烯的控制制备、结构表征与物性的研究方面取得了一系列新的进展，主要包括：（一） 可控制备出高质量石墨烯。

根据层数不同，石墨烯的电子结构会发生显著变化，因此实现石墨烯层数的可控制备十分关键。

与微机械剥离和外延生长方法相比，化学剥离是一种有望实现石墨烯低成本宏量制备的有效方法，但所制备的石墨烯大多为单层、双层和多层石墨烯的混合物。

基于对化学剥离方法制备石墨烯过程的分析，他们提出了利用石墨原料的尺寸与结晶度不同来控制石墨烯层数的策略，宏量控制制备出单层、双层和三层占优的高质量石墨烯（图1，Carbon（47 ( 2009) 493），被审稿人认为是“石墨烯研究和应用的重大进展”。

为了进一步提高化学剥离方法制备的石墨烯的质量，他们根据氢电弧放电反应温度高、可实现快速加热及原位还原的特点，采用电弧加热膨胀解理石墨以去除含氧官能团和愈合结构缺陷，进而提高了石墨烯的质量。

较普通快速加热方法，采用氢电弧方法制备的石墨烯的抗氧化温度提高了近100°C，导电率提高了近2个数量级，可达2*103S/cm2. 提出了表征石墨烯结构的新方法。

石墨烯表征方法的建立是对其结构进行快速有效表征、控制制备及应用的前提和基础。

石墨烯介绍

石墨烯介绍
石墨烯介绍
• Date: 2013年05月10日
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石墨烯介绍
石墨烯特性
石墨烯应用
什么是石墨烯?
石墨烯(英文Graphene，命名来自英文graphite+ -ene) 是一种由C原子形成的蜂巢状的准二维 结构，是C元素的另外一种同素异形体。由亍是仍石墨中制取，丏包含烯类物质的基本特征(碳原子之 间的双键), 所以称为石墨烯。 我们所熟知的石墨、纳米碳管和富勒烯等，是由单层石墨烯经某种形变而形成的。
导电性 (最好)
机械特性 (强度最大) 化学性质 光学特性 物理特性 热导率 (极高)
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石墨烯介绍
石墨烯特性
石墨烯应用
石墨烯应用
1. 电子器件斱面的应用
室温下石墨烯具有l0倍亍商用硅片的高 载流子迁秱率(约10 am /V·s)，并且 受温度和掺杂效应的影响徆小，这是石 墨烯作为纳电子器件最突出的优势，使 电子工程领域极具吸引力的室温弹道场 效应管成为可能。较大的费米速度和低 接触电阻则有助亍迚一步减小器件开关 时间，超高频率的操作响应特性是石墨 烯基电子器件的另一显著优势。此外， 石墨烯减小到纳米尺度甚至单个苯环同 样保持徆好的稳定性和电学性能，使探 索单电子器件成为可能。
碳纳米管
石墨烯
石墨烯的来源?
实际上石墨烯本来就存在亍自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨， 厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
石墨烯
如何获得石墨烯?
1947年，菲利普·华莱士开始研究石墨烯的电子结构 1987年，穆拉斯首次使用Graphene一词 如何才能制得石墨烯？
2. 代替硅生产超级计算机
石墨烯还是目前已知导电性能最出色的 材料。石墨烯的这种特性尤其适合亍高 频电路。高频电路是现代电子工业的领 头羊，一些电子设备，例如手机，由亍 工程师们正在设法将越来越多的信息填 充在信号中，它们被要求使用越来越高 的频率，然而手机的工作频率越高，热 量也越高，亍是，高频的提升便受到徆 大的限制。由亍石墨烯的出现，高频提 升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在微电子领域也具有巨大的应用 潜力。石墨烯看作是硅的替代品，能用 来生产未来的超级计算机。

石墨烯

石墨烯

石墨烯的概念石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。

是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8 Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。

因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

气敏传感器1、气敏感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

2、它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，3、声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。

气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。

石墨烯

石墨烯

石墨烯分类：显示属性：产品最后修改时间：2013年11月04日一、简介石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。

是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在[1]，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈&mid dot;海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。

因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。

石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycombcrystallattice)排列构成的单层二维晶体。

石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。

石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨)+-ene(烯类结尾)。

石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。

石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbonbond）仅为1.42Å。

石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。

Graphene-based optical modulator 超全面的石墨烯介绍

Graphene-based optical modulator 超全面的石墨烯介绍
Novoselov et al, Science 306, 666 (2004) insets in (C).
Klein paradox – electrons go through
potential s
Penetration of particles through potential barriers. The transmission probability T is directionallydependent. For high barriers (V >> E)
a consequence of the unusual lowenergy electronic structure of monolayer graphene that features electron and hole conical bands meeting each other at the Dirac point
Fractional Quantum Hall effect
Quantum Hall effect times rational fractions. Not completely understood.
/812/effe.htm
Anomalous quantum Hall effect
Among strongest bonds in nature
A. K. Geim & K. S. Novoselov. The rise of graphene. Nature Materials Vol 6 183-191 (March 2007)
5 mm
The Nobel Prize in Physics for 2010 Andre Geim Kostya Novoselov

石墨烯介绍

石墨烯介绍

Carrier injection to shift EF: δΕF ∝ δD = ±(Db - Dt)
Sample Preparation
Db = +ε b (Vb - Vb0 ) / db Dt = −ε t (Vt - Vt 0 ) / dt
Vb0,t ≡
Effective initial bias due to impurity doping
Graphene
(A Monolayer of Graphite)
2D Hexagonal lattice
Properties of Graphene
Electrically: High mobility at room temperature, Large current carrying capability Mechanically: Large Young’s modulus. Thermally: High thermal conductance.
EF is adjustable
Exfoliated Graphene Monolayers and Bilayers
Reflecting microscope images.
20 µm
Monolayer
Bilayer
K. S. Novoselov et al., Science 306, 666 (2004).
20 µm
A B
RA: bare substrate reflectivity RB: substrate + graphene reflectivity -δR/R ≡ (RA-RB)/RA versus ω δ dR/R = -Re[η(ω)σ(ω)] η(ω)σ(ω)]

石墨烯

石墨烯

石墨烯（二维碳材料）石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。

同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。

它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。

用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。

另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。

另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。

这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

中文名石墨烯外文名 graphene发现时间 2004年发现人 Geim、 Novoselov电子迁移率 15000cm2/(v s) 杨氏模量 1100GPa断裂强度 125GPa 导热系数 5000W/(m K)理论比表面积 2630m2/g 可见光透过率≥97%应用领域电子、化学研究厚度一个原子层研究历史实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。

石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

石墨烯在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。

Graphene A Wonder Material 石墨烯：一种神奇材料

Graphene A Wonder Material 石墨烯：一种神奇材料

Graphene: A Wonder Material 石墨烯：一种神奇材料作者：来源：《时代英语·高三》2022年第02期導读：石墨烯，一种神奇的材料，能够让有语言障碍的人“说话”，从此不再被交流困扰。

如今，中国正大力发展石墨烯在各个领域内的应用……How wonderful it would be if new technology could help the physically challenged. A smart wearable device that enables people with speaking disabilities to communicate normally is giving hope to those without a voice.Tao Luqi， a research fellow at Chongqing University， used a material called graphene to produce an artificial throat with a tiny sensor that allows people with speech impairments to speak normally， according to a paper published in Nature Communications. Tao has continued his work on the device for the last few years.Although it’s a tiny mechanical sensor， it can work wonders. The device can detect weak vibrations and can produce sounds across a wide spectrum， from 100 Hz to 40 kHz， China Daily reported. Humans can detect sounds in a frequency range from 20 Hz to 20 kHz.如果新技术能帮助残障人士该有多好。

石墨烯的研究进展及应用的翻译讲稿

石墨烯的研究进展及应用的翻译讲稿

THE RISE OF GRAPHENE 今天我们汇报的主题为石墨烯。

主要从以下两个方面介绍，第一石墨烯的概况，第二石墨烯的各方面的应用。

I'm a science fiction fan, so let's take a look at a picture of a marvel superhero ,spider man,before I begin today's report. AND think about how far away from the spider man with our current technology..OK,Today our report is about graphene. We will introduce it in the following two aspects. The first is the brief introduction of graphene. The second is all applications of it.Graphene is a rapidly rising star on the horizon of materials science and condensed matter physics. Thisstrictly two-dimdensional material exhibits exceptionally high crystal and electronic quality and, despite itsshort history, has already revealed potential applications, which arebriefly discussed here.由于这些独特的特点，石墨烯有望用于多个领域。

石墨烯在电池方面的应用。

石墨烯作为一种超薄、透光性良好且电性能优异的导体材料, 成为金属氧化物电极比较好的替代材料。

详细 介绍石墨烯英文版

详细 介绍石墨烯英文版

Notes Best electrical conductor of any known metal
59.6 × 106
Commonly used in electrical wire applications due to very good conductivity and price compared to silver.
Introduction
Properties of graphene
Mechanical properties
- High Young’s modulus (~1,100 Gpa) High fracture strength (125 Gpa)
- Graphene is as the strongest material
Content
Introduction to graphene. Preparation and characterization graphene Potential application of graphene Conclusions
Introduction to graphene
Graphene is a one-atom-thick planar sheet of sp2-bonded carbon atoms that are densely packed in a honeycomb crystal lattice The name ‘graphene’ comes from graphite + -ene = graphene
Molecular structure of graphene
High resolution transmission electron microscope images (TEM) of graphene

石墨烯

石墨烯

What is graphene?什么是石墨烯？Graphene is made of a single layer of carbon atoms that are bonded together in a repeating pattern of hexagons. Graphene is one million times thinner than paper; so thin that it is actually considered two dimensional.石墨烯是由碳原子构成的单层粘结在一起的六边形的重复图案的。

石墨烯是比纸薄一百万次;如此之薄，它实际上是考虑二维的。

Carbon is an incredibly versatile element. Depending on how atoms are arranged, it can produce hard diamonds or soft graphite. Graphene’s flat honeycomb pattern grants it many unusual characteristics, including the status of strongest material in the world. Columbia University mechanical engineering professor James Hone once said it is ―so strong it would take an elephant, balanced on a pencil, to break through a sheet of graphene the thickness of Saran Wrap,‖ according to the university.碳是一种令人难以置信的通用元素。

取决于如何原子的排列，它可以产生硬钻石或软石墨。

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CONCLUSION
Graphene has an interesting history, but many now wonder about its future. The subject of considerable scholarly debate, it does seem reasonable to assert a few things looking ahead: First, the quality and availability of “synthetic” graphene will continue to improve. Whether high quality material comes in the form of an alternative chemical route to the complete exfoliation of graphite or from optimization of the thermal processes required for substrate-based methods, there is no sign that synthetic techniques are nearing their upper limit. This means that device engineers will have ample access to improved materials for developing novel structures and finding ways to integrate graphene into present-day electronic devices.
In 2004: Andre Geim and Kostya Novoselov at Manchester University managed to extract single-atom-thick crystallites (graphene) from bulk graphite: Pulled out graphene layers from graphite and transferred them onto thin silicon dioxide on a silicon wafer in a process sometimes called micromechanical cleavage or, simply, the Scotch tape technique. Since 2004, an explosion in the investigation of graphene in term of synthesis, characterization, properties as well as specifical potential application were reported.
ever measured, some 200 times stronger
than structural steel
A representation of a diamond tip with a two nanometer radius indenting into a single atomic sheet of graphene (Science, 321 (5887): 385)
Introduction
Properties of graphene
Mechanical properties
- High Young’s modulus (~1,100 Gpa) High fracture strength (125 Gpa)
- Graphene is as the strongest material
The term graphene first appeared in 1987 to describe single sheets of graphite as one of the constituents of graphite intercalation compounds (GICs). Larger graphene molecules or sheets (so that they can be considered as true isolated 2D crystals) cannot be grown even in principle. In the 1930s, Landau and Peierls (and Mermin, later) showed thermodynamics prevented 2-d crystals in free state, an article in Physics Today reads:
Electrical, thermally conductive nanocomposites
Nature, Vol. 442, 20,July (2006)
Transparent conducting electrodes
Reinforcement for polymer nanocomposites ACS Nano, 2009, 3 (12), pp 3884–3890
Molecular structure of graphene
High resolution transmission electron microscope images (TEM) of graphene
Introduction
A. K. Geim & K. S. Novoselov. The rise of graphene. Nature Materials Vol . 6 ,183-191 (2007).
Introduction
Properties of graphene
- Electronic properties - Thermal properties - Mechanical properties - Optical properties - Relativistic charge carriers - Anomalous quantum Hall effect
Second, chemical modification of graphene’s basal plane or its edges will substantially influence graphene-based devices. For electronic applications, one can imagine the attachment of functional groups aimed at self-assembly of simple circuits or the incorporation of chemical dopants to limit leakage current under zero gate bias. For sensors, lock and-key type binding sites could provide selective sensitivity to a wide variety of analytes. These might include chemical warfare agents or even biological species.
Potential application of graphene
- Single molecule gas detection - Graphene transistors - Integrated circuits - Transparent conducting electrodes for the replacement of ITO - Ultracapacitors - Graphene biodevices - Reinforcement for polymer nanocomposites: Electrical, thermally conductive nanocomposites, antistatic coating, transparent conductive composites..ect
"Fundamental forces place seemingly insurmountable barriers in the way of creating [2D crystals] ... Nascent 2D crystallites try to minimize their surface energy and inevitably morph into one of the rich variety of stable 3D structures that occur in soot. But there is a way around the problem. Interactions with 3D structures stabilize 2D crystals during growth. So one can make 2D crystals sandwiched between or placed on top of the atomic planes of a bulk crystal. In that respect, graphene already exists within graphite ... One can then hope to fool Nature and extract single-atom-thick crystallites at a low enough temperature that they remain in the quenched state prescribed by the original higher-temperature 3D growth.”
Graphene: From fundamental to future applications