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石墨烯的制备技术及其应用第一章石墨烯的简介石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维晶体材料，其非常薄且具有出色的电子、光学、力学等性能。
石墨烯最初被制备出来是通过机械剥离的方法，该方法通常利用胶带将石墨材料持续剥离，最终得到单层结构。
这种方法虽然简单但效率低下，难以在大规模制造中应用。
因此，发展一种高效制备石墨烯的技术是极其必要的。
第二章石墨烯的制备技术2.1 化学气相沉积法 (CVD)CVD是制备石墨烯的一种常用方法，其原理是在金属催化剂表面，将碳源分解成一层石墨烯。
这种方法优点是可以制备大面积的单层石墨烯，且制备过程中控制参数较为灵活，但由于需要使用高温等条件，对设备、条件等要求较高。
2.2 溶剂剥离法溶剂剥离法的原理是将石墨氧化物转变为石墨烯，然后使用溶剂剔除无用部分。
此方法虽然容易实施，但也较为依赖原料质量和过程参数控制。
2.3 机械剥离法机械剥离法是一种传统的石墨烯制备方法。
通过使用胶带将石墨材料持续剥离，最终得到单层结构。
这种方法虽然简单但效率低下，难以在大规模制造中应用。
第三章石墨烯的应用3.1 电子学由于石墨烯的独特电学特性，其在电子学领域的应用非常广泛。
例如，石墨烯可以被用作场效晶体管( FET)、场发射器( FE)、无源电路的元件等等。
3.2 生物学由于石墨烯材料的生物相容性和阻抗特性较低，石墨烯在生物学领域得到广泛应用。
例如，石墨烯可以用于生物传感器系统、药物释放工具等。
3.3 透明电极石墨烯可以用于制备透明电极，其具有良好的导电性和透明性。
透明电极的应用包括液晶显示器、有机太阳能电池、OLED等。
第四章结论石墨烯由于其出色的电学、力学、光学等性质已经成为材料科学、物理学和化学领域的研究热点之一。
目前，国内外对石墨烯制备技术和其应用的研究也越来越广泛深入。
未来，石墨烯将会在电子学、生物学、光电子学领域等得到更广泛的应用。
《石墨烯氮化碳的内建电场调控及其光催化产氢性能研究》篇一摘要：随着科技的飞速发展，新型二维材料在光电催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文以石墨烯氮化碳（g-C3N5）为研究对象，深入探讨了其内建电场的调控机制以及在光催化产氢方面的性能。
通过理论分析和实验验证，为石墨烯氮化碳在光催化领域的应用提供了新的思路和方向。
一、引言石墨烯氮化碳（g-C3N5）作为一种新型的二维材料，因其独特的电子结构和物理化学性质，在光催化领域展现出广阔的应用前景。
然而，其光催化性能受多种因素影响，其中内建电场的调控是关键之一。
本文旨在研究石墨烯氮化碳的内建电场调控方法，以及其在光催化产氢方面的性能表现。
二、石墨烯氮化碳的结构与性质石墨烯氮化碳（g-C3N5）具有类似石墨的层状结构，层内通过C-N键连接形成共轭体系。
其独特的电子结构和物理化学性质使其在光催化领域具有潜在的应用价值。
然而，其光催化性能受内建电场的影响较大，因此，调控内建电场成为提高其光催化性能的关键。
三、内建电场的调控方法1. 元素掺杂：通过引入杂质元素，如硫、磷等，改变石墨烯氮化碳的电子结构，从而调控内建电场。
2. 缺陷工程：通过控制合成过程中的条件，引入适量的缺陷，改变石墨烯氮化碳的电子传输性能，进而影响内建电场。
3. 外部电场作用：利用外部电场对石墨烯氮化碳进行电场处理，改变其内建电场的分布和强度。
四、光催化产氢性能研究1. 实验方法：采用紫外-可见光谱、光电流测试、产氢速率测定等方法，研究石墨烯氮化碳的光催化产氢性能。
2. 结果分析：通过对比不同调控方法下的光催化产氢性能，发现元素掺杂和外部电场作用能够显著提高石墨烯氮化碳的光催化产氢性能。
其中，适量的硫掺杂和适当的外部电场处理能够使光催化产氢速率提高数倍。
3. 性能优化：通过优化调控参数，如掺杂浓度、电场强度等，进一步提高了石墨烯氮化碳的光催化产氢性能。
五、结论本文通过理论分析和实验验证，研究了石墨烯氮化碳的内建电场调控方法及其在光催化产氢方面的性能表现。
碳基电催化材料的制备及其催化性能研究一、引言在当今环境污染日益严重的背景下，寻找可替代传统石油能源的清洁能源具有重要意义。
碳基电催化材料因其良好的催化性能和可持续性而备受关注。
本文将介绍碳基电催化材料的制备方法，以及其在催化反应中的应用和性能研究。
二、碳基电催化材料的制备1. 石墨烯材料石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，具有优异的导电性和催化活性。
常见的石墨烯制备方法包括化学气相沉积、机械剥离和氧化石墨烯还原等。
通过控制制备条件和添加不同的催化剂，可以获得具有特定结构和性能的石墨烯材料，用于水分解、电解还原和电化学传感等催化反应。
2. 碳纳米管材料碳纳米管是由碳原子构成的空心管状结构，具有高比表面积和良好的电导性，被广泛应用于能源转化和储存领域。
碳纳米管的制备方法包括化学气相沉积、电化学沉积和碳原子纳米薄膜剥离等。
通过调控碳纳米管的结构和尺寸，可以改善其催化活性和选择性，实现高效能源转换。
三、碳基电催化材料的催化性能研究1. 氧还原反应氧还原反应是一种重要的催化反应，旨在高效利用氧气和提高能源转化效率。
碳基电催化材料作为氧还原反应的催化剂具有重要的应用前景。
石墨烯和碳纳米管等材料在氧还原反应中表现出优异的催化性能，显示出较高的电子转移速率和反应活性，可作为燃料电池和超级电容器等能源存储和转换器件的重要组成部分。
2. 水电解制氢反应水电解制氢是一种可持续性高的制氢方法，其关键在于寻找具有高催化活性和稳定性的催化剂。
碳基电催化材料由于其良好的导电性和化学稳定性，被广泛研究用于水分解反应。
通过调控碳基电催化材料的结构和表面官能团，可以提高其催化活性和稳定性，实现高效制氢过程。
3. 二氧化碳还原反应二氧化碳还原反应是将二氧化碳转化为高值化学品或燃料的过程，具有重要的环境和能源应用价值。
碳基电催化材料在二氧化碳还原反应中展示出了良好的活性和选择性。
通过调控碳基电催化材料的表面结构和催化剂负载方式，可以提高二氧化碳的还原效率，实现碳资源的有效转化和利用。
石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。
它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。
是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。
石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。
由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。
综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。
关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。
研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。
石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。
通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。
通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。
采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。
研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。
通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。
制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。
本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。
石墨烯填充对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响杨启容;宫薛菲;张正林;姚尔人;王力伟【摘要】为研究同一制备方法下石墨烯质量分数对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响,通过熔融共混法制备了石墨烯/聚酰胺(GE/PA6)、石墨烯/聚丙烯(GE/PP)、石墨烯/高密度聚乙烯(GE/HDPE)3种聚合物复合材料.结果表明,石墨烯能有效提高3种聚合物导热性能,当填充石墨烯质量分数达到10％时,PA6导热系数从0.32W/(m·K)提升至1.30 W/(m·K);GE/PP导热系数从0.37 W/(m·K)提升至1.15W/(m·K)、GE/HDPE导热系数从0.62 W/(m·K)提升至1.13 W/(m·K).对制备的石墨烯聚合物复合材料进行热重分析.将纯聚合物与石墨烯质量分数1％,5％,10％的石墨烯聚合物复合材料对比,PA6的热稳定性逐渐提升,PP、HDPE的热稳定性先降低后升高.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)007【总页数】7页(P07001-07007)【关键词】石墨烯;聚合物复合材料;熔融共混;导热性能;热稳定性【作者】杨启容;宫薛菲;张正林;姚尔人;王力伟【作者单位】青岛大学机电工程学院,山东青岛 266071;青岛大学机电工程学院,山东青岛 266071;青岛大学机电工程学院,山东青岛 266071;青岛大学机电工程学院,山东青岛 266071;青岛大学机电工程学院,山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】TB3320 引言在电子制造领域，随着电子元器件体积微小化和功耗的递增，对材料的导热性能和散热能力有了更高的要求[1]。
与传统金属材料相比，聚合物材料具备质量轻、耐腐蚀性、机械性能好、易加工、生产效率高等优点，在电子器件、特种电缆、LED 灯具及汽车零部件中已得到广泛推广[2-3]。
聚酰胺6(PA6)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)是工业生产中具有代表性的聚合物材料：PA6是工程塑料领域产量和消费量较多的品种之一，自身具备低比重、高抗拉强度、耐磨、加工效率高等特点，但自身导热系数为0.32 W/(m·K)，其应用范围受到限制；PP是五大通用塑料之一，具有化学性能好、力学性能较好、质量轻等优点，在家用电器、汽车部件、工业管材具有广泛应用，但导热性能较弱，纯PP导热系数为0.37 W/(m·K)；HDPE具有易加工，耐腐蚀，电绝缘性好的特点，广泛应用于日用品领域，其产量在注塑行业中领先，纯HDPE导热系数达到0.62 W/(m·K)，同样自身导热性能较弱。
石墨烯纳米片电场增强因子的模拟计算与对比李智军;张晖;范玉锋;薛河【摘要】Graphene nano flake (GNF) features properties of electron emission due to its one-dimensional sharp edge. Field enhancement factor β is an important parameter for emission evaluation, which is usually obtained by F-N curve measurement. In this paper, the field enhancement at the end of a single GNF vertical to the plate was calculated with the software of Electron Beam Simulation (EBS). By polynomial regression and fit of the calculation data, an empirical expression was drawn. The effects of the height and edge curvature of the GNF on β were investigated. The efficient range of the GNF as a good emitter was studied. By comparing the GNT the CNT with the similar size, it was proved feasibility of the proposed model and calculation.%石墨烯纳米片特殊的一维刀口状尖端赋予了其优异的电子场发射性能,而电场增强因子β是评价场发射性能的最重要参数,主要采用测定F-N曲线的实验方法进行推算,建立了形状为矩形薄片十半圆圆柱的石墨烯纳米片模型,竖直立于平行平板二极管的阴极上,利用电子束模拟软件EBS (Electron Beam Simulation)模拟计算了场发射装置的两极间的电场分布,由此决定石墨烯纳米片尖端的电场增强系数.研究了高度和顶端曲率半径变化对石墨烯纳米片电场增强因子的影响,根据计算数值拟合了电场增强系数的经验公式,提供了受形状控制的电场增强因子的数值范围,还与同尺寸的碳纳米管进行了比较,证实了本文的模型和计算模拟方法有效、可信.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】5页(P207-210,215)【关键词】石墨烯纳米片;电场增强因子;数值模拟;场发射【作者】李智军;张晖;范玉锋;薛河【作者单位】西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;西安交通大学理学院,教育部非平衡物质与量子调控重点实验室,陕西西安710049;西安交通大学电子与信息工程学院,陕西西安710049;西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】O462石墨烯是指碳原子间通过 sp3杂化共价键结合的一个单层的两维碳晶体,是块体石墨的基本构成单元.2004年,英国曼彻斯特大学的科学家A.Geim用一种微机械剥离法剥离并观察到独立的石墨烯[1].尽管这种单层石墨烯的制备具有一定的偶然性和随机性,但打破了两维单层原子晶体结构不能独立存在的热力学传统观念,随着对其特异性能的实验证实[2-3],引发了目前的两维石墨纳米材料的研究热潮[4].因维度的不同,两维石墨烯性能具有许多独特的性质,如零静止质量的狄拉克费米子系统,双极性超导电流的电场效应,完美的电子隧穿效应,安德森局域化的弱化现象,从不消失的电导率以及半整数霍尔效应等,使两维石墨烯纳米材料不仅有重要的理论研究价值,而且在计算机芯片、纳米器件、复合材料、电极材料、生物医药等领域具有广泛而深刻的应用前景.石墨烯纳米片(Graphene Nano Flake,GNF)特殊的刀口状外形具有很高的电场增强因子,预测石墨烯电场增强因子数量级为几千,这使得电子会在较低的阈值场强下发射,因此石墨烯是一种优良的冷场发射电极材料,其优异性能可望超过碳纳米管,对解决目前碳纳米管发射不稳定、寿命短、均匀性差等制约着场发射材料发展难题提供了选择[5].目前,研究石墨烯的场发射行为的方法主要靠实验测算.G.Eda[6]等用扦插法制取了厚度为5～ 10 nm的石墨烯纳米片,然后通过旋转提拉制备成石墨烯纳米片和高分子的复合材料薄膜,实验测定这种薄膜场发射的阈值场强为4 V/μ m,设定石墨烯纳米的功函数为 5 eV时,求出场增强因子为 1200.A.Malesevic[7]等在钛和硅基板上用微波等离子体辅助化学气相沉积法竖直生长几层石墨烯纳米片(FLG),厚约 2 nm,宽几微米.同样,通过测试 V-A曲线,由 F-N公式拟合出电场增强系数为 3000.到目前为止,石墨烯纳米片的场发射研究都是针对薄膜,它包含了大量的单片石墨烯纳米片,主要得到 V-A特性曲线.这种曲线基本上不能提供相关物理本质的任何信息,其原因是：①薄膜场发射并不是由统计平均的石墨烯纳米片决定,而是由薄膜中个别特殊的单片石墨烯纳米片决定,发射点位置不明;② 薄膜中石墨烯纳米片单片之间的结构、性质差别很大;③石墨烯纳米片也可能有吸附物,这也显著影响场发射,并造成假象.因此,从薄膜测量结果很难获得两维石墨烯纳米材料场发射的定量结果.为了探索两维石墨烯纳米片的物理参数和场发射之间的关系及其机理,研究单片石墨烯纳米片的场发射是十分必要的.在石墨烯纳米片场发射性能的研究中,仅依靠实验的方法,不仅成本高、实验周期长,而且过于复杂,要取出一片石墨烯纳米片测试更是实验技术难以实现的.场增强因子的测试结果还受多种因素影响,如尺寸,石墨烯片密度,生长的均匀性,结构的晶化类型和程度及尖端的实际功函数等.因此,若能从理论上弄清电场增强因子与上述因素的具体关系,就可为实验制备石墨烯纳米材料寻找到更多可能提高场发射性能的方法.本文利用电子束模拟软件 EBS(Electron Beam Simulation)模拟计算了单石墨烯纳米片的电场增强因子.将石墨烯纳米片模拟为矩形薄片+半圆圆柱,直立于平行的阴极平板上,并施加单向电场.计算石墨烯纳米片宽度为1μ m时不同厚度和高度下的电场增强因子,研究高度和厚度变化对石墨烯纳米片电场增强因子的影响规律,还与同尺寸的碳纳米管进行了比较,为分析模拟计算和实验测试数据之间差别原因以及找出石墨烯纳米片电场增强的物理本质提供理论基础.1 石墨烯纳米片及场发射装置模型依据石墨烯纳米片的实际生长情况和获得的数据,作出如下设定,如图 1所示.图1 石墨烯纳米片场发射装置示意图Fig.1 Setup of field emission of a single GN F1)满足平板电极条件(即平板无限大),二极管平板电极间距 d=2000 nm,阴极电压 0 V,阳极电压 1 V.2)碳纳米片形状采用矩形薄片+半圆圆柱的典型结构,高度 h=200～ 500 nm,半圆圆柱半径r=5～50 nm,宽度固定 W=1000 nm,见图 2.图2 石墨烯纳米片尺寸关系Fig.2 A model of a single GNF3)碳纳米管形状则模拟为圆柱+半球模型,h=200～500 nm,管头部半径 r=5～ 50 nm,具体结构如图 3所示.图3 碳纳米管尺寸关系Fig.3 A model of a single carbon nanotube在以上石墨烯纳米片和场发射装置的模型下,使用电子束模拟软件 EBS,对石墨烯纳米片的电场增强因子进行模拟计算,同时还计算了人们比较熟悉的碳纳米管的电场增强因子,用于比较,以加深对石墨烯纳米片的场发射物理本质的理解.EBS是一套 3维粒子模拟软件,主要步骤包括：划分空间网格,建立三维几何结构,计算电场分布.其中电场分布是利用逐次超松弛迭代方法,根据泊松方程或拉普拉斯方程计算出来.求出石墨烯纳米片或碳纳米管顶端的电场强度 ETIP后,得到电场增强因子U式中：ENORM AL是平行电极间的平均电场强度,等于V/d.2 计算结果与讨论计算模拟的石墨烯纳米片尺度参照实验生长的实际情况,兼顾网格细分程度及计算效率.令石墨烯纳米片的宽度保持不变,为w=1μ m,改变高度和厚度.高度的变化范围是 h=200～500 nm,而厚度则从 r=5 nm变化到 50 nm,即h/r的范围是 100～10.图 4是计算出的石墨烯纳米片电场增强因子U随 h及 r的变化规律.在设定的参数变化范围内,U均随高度 h和厚度 r的增加而增加,但厚度的影响要远大于高度的影响,接近一个数量级.当高度为 500 nm,厚度为5 nm,即高厚比 h/r=100时,U 等于 6.而当高度为 200 nm,厚度为 50 nm,即 h/r=4时,U仅为2.6.图4 石墨烯纳米片 U随 r和 h的变化规律Fig.4 Uof a single GNF as a function of r and h图5 单根碳纳米管 U随 r和 h的变化规律Fig.5 Uof a single carbon nano tube as a function of r and h为了进一步理解石墨烯纳米片的电场增强因子的数值,这里还计算了人们十分熟悉的单根碳纳米管的电场增强因子,以作比较,且计算方法和过程完全相同,如图5所示.相同的直径(厚度)和高度的情况下,石墨烯纳米片的电场增强因子不如碳纳米管的大.同样在高度为 500 nm和半径(厚度)为 5 nm时,碳纳米管 U是39.8,而石墨烯纳米片是 6,且它们的影响规律也不同.对于碳纳米管来说,直径和高度对电场增强因子的影响基本相同,受两者的变化均快速增大.尽管模拟计算考虑了石墨烯纳米片的实际尺寸,但受计算效率的制约,还是不尽相同.实际的问题尺度要跨越至少 2个数量级,即石墨烯纳米片的实际高度会生长到μm 量级,甚至到10μ m.因此,为了验证计算模拟和方法的正确性和有效性,并能够用文献的实验数据进行验证,根据计算模拟的数据点进行拟合,进而外推至更大的h/r比.图 6和图 7分别为石墨烯纳米片和碳纳米管的拟合曲线,变量为高厚(径)比 h/r,函数是电场增强系数U.图6 石墨烯纳米片U随 h/r之比的变化及其拟合曲线Fig.6 Uof a single GN F as a function of h/r and its fitting curve图7 单根碳纳米管U随 h/r之比的变化及其拟合曲线Fig.7 Uof a single carbon nanotube as a function of h/r and its fitting curv e石墨烯纳米片拟合出的经验公式为作为对比,拟合的碳纳米管的U经验公式为参照有关实验中所合成的碳纳米管数据,取r=0.01μ m,h=6μ m,将这些值代入式(2),求得电场增强因子U=1007.4,与文献 [8]及实验中[9]F-N拟合结果吻合的较好,说明本文的模型和计算模拟方法是有效、可信的.利用式(1)和(2)分别把石墨烯纳米片和碳纳米管在大范围变化的高 /厚(径)变化规律进行了计算,如图 8所示.电场增强因子随高 /厚比呈 3次方抛物线规律增长,碳纳米管始终大于石墨烯纳米片.但随着 h/r的增加,它们之间的差距缩小,当 h/r=100时,碳纳米管 U=41.9,石墨烯纳米片 U=5.8,相差 6倍;当 h/r=800时,碳纳米管U=2653,石墨烯纳米片U=1481,差缩小了不到 1倍.这样的石墨烯纳米片已经具备了很好的场发射性能.图8 利用拟合曲线外推的电场增强因子随 h/r比的变化Fig.8 Uas a function of h/r by polynomial regression and fit of the calculation data场发射性能的指标不仅包括场增强因子,还包括开启电压、阈值电压、发射电流密度及物理化学性能等.与碳纳米管相比,石墨烯纳米片在导电性、传热能力、机械强度、总发射电流等方面胜出.因此,石墨烯纳米片是很有前途的新型场发射阴极材料.3 结论建立了形状为矩形薄片+半圆圆柱的石墨烯纳米片模型,利用电子束模拟软件 EBS模拟计算了石墨烯纳米片尖端的电场增强因子.根据计算模拟的数据点进行拟合,得出石墨烯纳米片电场增强因子的经验公式,模型和计算模拟方法有效可信.电场增强因子随高 /厚比呈 3次方抛物线规律增长,尽管碳纳米管始终大于石墨烯纳米片,但随着 h/r的增加,它们之间的差距缩小.当h/r=800时,石墨烯纳米片U已达1481.综合比较,石墨烯纳米片是有潜力的场发射阴极材料选材.参考文献：[1]Novoselov K S.Electric field effect in atomically thin carbonfilm[J].Science,2004,306：666-669.[2]Novoselov K S,Geim A K,Morozov S V,et al.Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene[J].Nature,2005,438：197-200.[3]Zhang Y.Experimental observation of the quantum hall effect and berry′s phase in graphene[J].Nature,2005,438：201-204.[4]Geim A K,Novoselov K S.The rise of graphene[J].Nature Materials,2007,6：183-191.[5]潘金艳,朱长纯.提高碳纳米管阴极膜场发射特性的研究[J].功能材料与器件学报 ,2008,14(6)：1001.Pan J Y,Zhu C C. 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碳纳米材料的研究进展XX武汉大学化学与分子科学学院摘要:碳纳米材料是具有纳米尺寸的碳材料，它有纳米材料的特性如表面效应，并且已经在许多领域中有着广泛的应用，如新能源、高效的储存器及各种电子器件。
由于碳元素在自然界中丰度大，相对质量小，化学与热力学性质稳定，所以在最近的二十年里碳材料在轻质、稳定结构材料方面有很广泛的应用。
尤其像富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等碳纳米结构材料引起了科学家们的广泛关注。
并且这些材料有可能为我们在新能源和高效的微电子器件方面带来革命性的突破。
本文将通过最新的研究成果，介绍碳纳米材料在电学器件、光学器件、传感器件等方面的应用，比较说明富勒烯，碳纳米管，石墨烯等材料的潜在应用前景，并对未来石墨烯的研究中的挑战做综述性论述。
关键词：碳纳米材料发展趋势新的研究成果微电子器件The development of carbon nanomaterialsYang LiCollege of chemistry and molecular, Wuhan universityAbstract:carbon nanomaterials materials, that is, carbon materials with a feature size on the nanometer scale and, in some cases, functionalized surfaces, already play an important role in a wide range of emerging fields, such as the search for novel energy sources, efficientenergy storage, sustainable chemical technology, as well as organic electronic materials. The high natural abundance of carbon, its low specific weight, as well as the chemical and thermal robustness of the different carbon allotropes have resulted in carbon components being increasingly utilized in cheap, lightweight, and durable high-performance materials over thepast two decades.[1] In particular, carbon nanostructures such as fullerenes, carbon nanotubes (CNTs), graphene, and carbon fibers are famous.Furthermore, such materials might offer solutions to the challenges associated with the on-going depletion of nonrenewable energy resources or climate change, and they may promote further breakthroughs in the field of microelectronics.Here, we present an extensive review of carbon nanomaterials in electronic, optoelectronic, photovoltaic, and sensing devices with a particular focus on the latest examples based on the highest purity samples. Specific attention is devoted to each class of carbon nanomaterial,thereby allowing comparative analysis of the suitability of fullerenes, carbon nanotubes, and graphene for each application area. In this manner, this article will provide guidance to future application developers and also articulate the remaining research challenges confronting this field.Key words carbon nanomaterials development trend new research results microelectronics引言：碳元素是生命的骨架, 是人类最早接触并利用的元素之一碳元素的最大特点之一是存在众多的同素异形体, 如金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯、卡拜等。
