石墨烯結(jié)構(gòu)圖

1、石墨烯結(jié)構(gòu)圖石墨烯手機(jī)什么是石墨烯？ 石墨烯（Graphene）是一種二維碳材料，是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統(tǒng)稱。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無(wú)法單獨(dú)穩(wěn)定存在，直至2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈海姆(Andre Geim)和康斯坦丁諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。并且，石墨烯在自然界也有產(chǎn)出，它體現(xiàn)為高能物理狀態(tài)下的圈量子的粒子態(tài)相。石墨烯的特點(diǎn) 石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只

2、吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/mK，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過(guò)15000 cm2/Vs，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-8 m，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來(lái)發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來(lái)制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽(yáng)能電池。石墨烯電池或?qū)⒁I(lǐng)改革：充電10分鐘跑1000公里。 研究歷史 石墨烯在實(shí)驗(yàn)室中是在2004年，當(dāng)時(shí)，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈杰姆和克斯特亞諾沃消洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡(jiǎn)單的方法得到越來(lái)越

3、薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開(kāi)膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，于是薄片越來(lái)越薄，最后，他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。這以后，制備石墨烯的新方法層出不窮，經(jīng)過(guò)5年的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，將石墨烯帶入工業(yè)化生產(chǎn)的領(lǐng)域已為時(shí)不遠(yuǎn)了。因此，兩人在2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 石墨烯的出現(xiàn)在科學(xué)界激起了巨大的波瀾。人們發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能，超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體，例如硅和銅遠(yuǎn)沒(méi)有石墨烯表現(xiàn)得好。由于

4、電子和原子的碰撞，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體用熱的形式釋放了一些能量，2013年一般的電腦芯片以這種方式浪費(fèi)了72%-81%的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會(huì)被損耗，這使它具有了非比尋常的優(yōu)良特性。 最新應(yīng)用 根據(jù)美國(guó)環(huán)保局公布的信息，我們知道特斯拉廣受好評(píng)的Model S電動(dòng)汽車一次充電可以行駛265英里。然而，該公司的CEO伊隆馬斯克上個(gè)月在接受媒體采訪時(shí)表示，“一次充電行駛500英里也是有可能的，而且我們很快就能做到這一點(diǎn)。” 特斯拉可能很快就會(huì)推出一次充電即可行駛500英里的電動(dòng)汽車，因?yàn)楦咝阅苁╇姵氐难邪l(fā)取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，而這種電池的輸出密度是鋰離子電池的四倍。 盡管特斯拉實(shí)現(xiàn)這種高

5、性能石墨烯電池的量產(chǎn)，可能需要數(shù)年的時(shí)間，但是只要能夠做出高性能石墨烯電池，那么電動(dòng)汽車就沒(méi)有什么值得挑剔的了。這也意味著，電動(dòng)汽車離成為主流又更近了一步。石墨烯時(shí)代 任正非在接受媒體采訪時(shí)聲稱，未來(lái)10至20年內(nèi)會(huì)爆發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命，“我認(rèn)為這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代”，“現(xiàn)在芯片有極限寬度，硅的極限是七納米，已經(jīng)臨近邊界了，石墨是技術(shù)革命前沿”。這里提到的石墨烯。元年到來(lái) 中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟率領(lǐng)貝特瑞、正泰集團(tuán)、常州第六元素、億陽(yáng)集團(tuán)等四家上市公司的代表參加了西班牙的石墨烯會(huì)議，并分別與意大利、瑞典代表團(tuán)簽訂了深度戰(zhàn)略合作協(xié)議，為“石墨烯全球并購(gòu)，中國(guó)整合”戰(zhàn)

6、略打響了第一槍。此外，2015年3月初全球首批3萬(wàn)部量產(chǎn)石墨烯手機(jī)在重慶發(fā)布，開(kāi)啟了石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新時(shí)代。石墨烯入選“十三五”新材料規(guī)劃已經(jīng)基本落定，預(yù)計(jì)2015年將成為中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)爆發(fā)元年石墨烯改變世界的神奇新材料 一片碳，看似普通，厚度為單個(gè)原子，卻使兩位科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)這種全新材料名為“石墨烯”， 石墨烯是目前世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，作為電導(dǎo)體，它有著和銅一樣出色的導(dǎo)電性；作為熱導(dǎo)體，它比目前任何其他材料的導(dǎo)熱效果都好，而且它幾乎是完全透明的利用石墨烯，科學(xué)家能夠研發(fā)一系列具有特殊性質(zhì)的新材料比如，石墨烯晶體管的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的硅晶體管，因此有希望應(yīng)用于全新超級(jí)計(jì)算機(jī)的

7、研發(fā)；石墨烯還可以用于制造觸摸屏、發(fā)光板，甚至太陽(yáng)能電池如果和其他材料混合，石墨烯還可用于制造更耐熱、更結(jié)實(shí)的電導(dǎo)體，從而使新材料更薄、更輕、更富有彈性，從柔性電子產(chǎn)品到智能服裝，從超輕型飛機(jī)材料到防彈衣，甚至未來(lái)的太空電梯都可以以石墨烯為原料因此，其應(yīng)用前景十分廣闊 閱讀題 1)最近國(guó)外研究人員通過(guò)引入由多層石墨烯制成的交替散熱通道，解決了在交通信號(hào)燈和電動(dòng)汽車中使用半導(dǎo)體材料散熱的難題，這是利用石墨烯的 （填選項(xiàng)前的字母）；(2分)A透光性好 B硬度大 C導(dǎo)熱性好 D導(dǎo)電性強(qiáng)(2)石墨烯有希望應(yīng)用于全新超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)，是因?yàn)?；(1分)(3)石墨烯是目前世上至今發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的納米材

8、料針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)同學(xué)們提出了以下幾個(gè)問(wèn)題，你認(rèn)為最有價(jià)值且可探究的問(wèn)題是 （填選項(xiàng)前的字母）(2分)A“石墨烯的硬度與石墨烯的厚度、面積有什么關(guān)系？”B“如何提取石墨烯這種物質(zhì)？”C“石墨烯在生活中有什么用處？”D“石墨烯為什么很薄？”答案答案（1）C （2）石墨烯晶體管的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的硅晶體管 （3）A試題分析：（1）多層石墨烯制成的交替散熱通道，解決了交通信號(hào)和電動(dòng)汽車中使用半導(dǎo)體材料散熱的難題，說(shuō)明石墨烯由很好的導(dǎo)熱性（2）石墨烯應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)，石墨烯晶體管的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的硅晶體管（3）“石墨烯是一種神奇的物質(zhì)，是人類至今發(fā)現(xiàn)的厚度最薄、強(qiáng)度最高的材料”石墨烯很薄，

9、硬度很大，決定了它的作用很特殊，因此人們研究“石墨烯的硬度與石墨烯的厚度、面積有什么關(guān)系”，很用價(jià)值，所以A正確；因石墨烯材料已經(jīng)研究并教授獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；還知道石墨烯是人類發(fā)現(xiàn)的厚度最薄、強(qiáng)度最高的材料因此問(wèn)題“如何提取石墨烯這種物質(zhì)？”“石墨烯在生活中有什么用處？”的探究意義不大；所以選項(xiàng)B、C沒(méi)有探究?jī)r(jià)值我們雖知道石墨烯是人類至今發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度最高的材料，石墨烯本身很薄強(qiáng)度大，研究為什么薄是沒(méi)有實(shí)際意義的，所以D沒(méi)有研究?jī)r(jià)值石墨烯：未來(lái)材料寵兒 孫愛(ài)民 想在一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影嗎？石墨烯調(diào)制器的問(wèn)世或許能讓這個(gè)愿望得以實(shí)現(xiàn)。 美國(guó)華裔科學(xué)家張翔教授的研究團(tuán)隊(duì)用石墨烯研制出一款

10、調(diào)制器，這個(gè)只有頭發(fā)絲四百分之一細(xì)的光學(xué)調(diào)制器具備的高速信號(hào)傳輸能力，有望將互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度提高一萬(wàn)倍。 2004年，英國(guó)物理學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫成功地從石墨中分離出石墨烯，憑借“在二維石墨烯材料的開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”，這兩位科學(xué)家共同獲得了2010年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 石墨烯的發(fā)現(xiàn)，之所以意義重大，是因?yàn)樗鼊?chuàng)造了諸多“紀(jì)錄”。 石墨烯是世上最薄的材料，只有0.34納米厚，十萬(wàn)層石墨烯疊加起來(lái)的厚度大概等于一根頭發(fā)絲的直徑，它比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍，每100納米距離上可承受的最大壓力竟然達(dá)到了2.9微牛左右，這意味著，如果制成包裝袋，那么它將能承受大約兩噸重的

11、物品。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，遷移速率僅為光速的三百分之一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其在硅、銅等傳統(tǒng)半導(dǎo)體和導(dǎo)體中的速率。石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以提升電極材料的電導(dǎo)率，從而大幅度增加電池的容量。 石墨烯是世上最薄的材料，只有0.34納米厚，十萬(wàn)層石墨烯疊加起來(lái)的厚度大概等于一根頭發(fā)絲的直徑，它比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍，每100納米距離上可承受的最大壓力竟然達(dá)到了2.9微牛左右，這意味著，如果制成包裝袋，那么它將能承受大約兩噸重的物品。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，遷移速率僅為光速的三百分之一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其在硅、銅等傳統(tǒng)半導(dǎo)體和導(dǎo)體中的速率。石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以提

12、升電極材料的電導(dǎo)率，從而大幅度增加電池的容量。 讓材料學(xué)家更為驚喜的是，石墨烯幾乎完全透光，透光率在97%以上。它在透明電極方面的應(yīng)用會(huì)大幅降低電子設(shè)備的成本，并使其更省電、更清晰。同時(shí)，石墨烯太陽(yáng)能技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%，是現(xiàn)有多晶硅太陽(yáng)能技術(shù)的2倍，這使太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的升級(jí)成為可能。 超輕防彈表，超薄超輕型飛機(jī)、超薄能折疊的手機(jī)、高強(qiáng)度航空材料，高性能儲(chǔ)能和傳感器、超級(jí)電容器，甚至更富想象力的太空電梯，石墨烯眾多的優(yōu)越特性，使 越來(lái)越多基于石墨烯材料的未來(lái)設(shè)備進(jìn)入科學(xué)家的研究視野?？梢哉f(shuō)，石墨烯是過(guò)去十年，乃至未來(lái)幾十年，所有材料“明星”中最耀眼的一顆。 17為什么說(shuō)石墨烯是未來(lái)材料的寵

13、兒？（3分） 答：_ _ 18簡(jiǎn)要概括文章第段介紹了石墨烯的那些特點(diǎn)。(3分) 答：_ _ 19試分析第段畫(huà)線句子使用了什么說(shuō)明方法，有何表達(dá)作用？(3分) 答： 20刪掉第段加點(diǎn)的“大概”一詞好不好？為什么？(3分) 答： 問(wèn)題 15閱讀選文第段，說(shuō)說(shuō)文章主要介紹了石墨烯的哪三方面內(nèi)容？（3分） 16.為什么說(shuō)石墨烯是未來(lái)材料的寵兒？（5分） 17.閱讀下面材料，借助上文中的相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)要分析如何解決鋰電池的容量提升遇到的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。（5分） 【鏈接材料】 當(dāng)前，鋰電池被廣泛應(yīng)用在手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、可穿戴電子設(shè)備、電動(dòng)汽車等眾多產(chǎn)品中。正常使用下，一個(gè)毫安時(shí)的鋰電池往往撐不過(guò)一天，因此業(yè)界一直在努力實(shí)現(xiàn)電池容量的突破，但鋰電池的容量提升在目前已經(jīng)遇到技術(shù)瓶頸。 答案15.石墨烯的發(fā)現(xiàn) 石墨烯的優(yōu)越特性 石墨烯的應(yīng)用前景(共3分,每個(gè)要點(diǎn)1分)16.答案要點(diǎn)： 因?yàn)槭┯性S多優(yōu)越的特性