人类目前最强功能材料_石墨烯

算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的 薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品 的压力，而不至于断裂；
第二：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。
石墨烯市场售价大约5000元/克，比黄金贵15倍，广泛 用于军事、电子工业领域。石墨烯在新能源领域如超级电容 器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适 用于作为电极材料助剂。
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。
美国国家航空航天局（NASA）悬赏400万美金 鼓励科学家们进行这种电梯的开发
2、出色的电学性质——电子运输
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。
3，导电性
一、石墨烯材料的简介
1、定义
石墨烯（Graphene）是碳原子紧密堆积成单层二维 蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳 米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料 （如零维富勒烯、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。
石墨烯的理论比表面积高达2 600m2Pg ,具有突出 的导热性能( 3 000W·m- 1·K- 1 ) 和力学性能(1 060GPa) , 以及室温下较高的电子迁移率(15 000cm2·V- 1·s - 1 ) 。此外,它的特殊结构,使其具 有半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列 性质 ,因而备受关注。
Changgu Lee, et al. Graphene Measurement of th Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Science 321, 385 (2008);
实现人类梦想
Dreams：对于强度比世界上最好的钢铁还要高 上百倍的石墨烯，如果能加以利用，不仅可以造 出纸片般薄的超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣， 甚至还可以制作23000英里长伸入太空的电梯， 实现人类坐电梯进入太空的梦想。
2、发现
Graphene(石墨烯) 是2004年由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，他们使用的是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。
一直以来理论和实验界都认为严格的二维晶 体无法在非绝对零度稳定存在，这一假设直 到2004 年英国Manchester 大学的Geim等人 发现单层石墨烯(graphene)后才得以改变。 他们采用一种简单的“微机械力分裂法” (microfolitation) 制备了一种单原子厚度的碳 膜, 这种两维碳材料表现了很高的结晶度而且 异乎寻常地稳定。 这一发现立刻震撼了科学 界， 随后这种新型碳材料成为材料学和物理 学领域的一个研究热点。
（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨） 的基本单元
三、石墨烯材料的性质
1、力学性质——比钻石还要硬
数据转换分析：在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每 100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微 牛。
据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的 压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制 取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳 米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将 其扯断。换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它 将能承受大约两吨重的物品。
石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特
性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超 轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，使它在微电子领域也 具有巨大的应用潜力。
石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用
来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未 来的计算机获得更高的速度。
石墨烯的来源。常见的天然石墨是由一层层蜂窝状有序排 列的平面碳原子堆叠形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易 互相剥离，形成较薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，形 成的一个碳原子厚度的单层就是石墨烯，是碳的二维结构，厚 度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头 发丝那么厚。英国曼彻斯特大学的两位科学家科斯提亚• 诺沃 谢夫和安德烈• 盖姆因为首先发现石墨烯获得2010年度的诺贝 尔物理学奖。
人类目前最强功能材料--石墨烯
比钻石还硬的材料----石墨烯
目录
一、石墨烯概念 二、发展简史 三、石墨烯特性 四、制备方法 五、应用前景 六、石墨烯材料的诞生获得2010年诺贝尔物理学奖 七、国内生产状况 八、石墨烯实例
一、石墨烯概念： 石墨烯具有诸多超乎人类想象的优越特性。 第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测
康斯坦丁·诺沃肖洛夫 安德烈·海姆
3、结构 完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角
六边形) 如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石
墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘 曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认 为是卷成圆桶的石墨烯;
可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料Βιβλιοθήκη Baidu
打个比方说单层石墨烯的强度，就像把大象的重量 加到一支铅笔上，才能够用这支铅笔刺穿仅像保鲜膜一 样厚度的单层石墨烯。
实验证明 从铅笔石墨中提取的石墨烯，竟然比钻石还坚硬，强 度比世界上最好的钢铁还要高上百倍，这项科学发现 刊登于近期的《科学》杂志，作者是两位哥伦比亚大 学的研究生，来自中国的韦小丁和韩裔李琩钴。