石墨烯的應(yīng)用

石墨烯的應(yīng)用3130000024忻云什么是石墨烯2004年英國科學(xué)家首次制備出了由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體—石墨烯,其厚度只有0.3354nm,是目前世界上發(fā)現(xiàn)最薄的材料。石墨烯具有特殊的單原子層結(jié)構(gòu)和新奇的物理性質(zhì):強(qiáng)度達(dá)130GPa、熱導(dǎo)率約5000J/(m·K·s)、禁帶寬度幾乎為零、載流子遷移率達(dá)到2×105cm2/(V·s)、高透明度(約97.7%)、比表面積理論計(jì)算值為2630m2/g,石墨烯的楊氏模量(1100GPa)和斷裂強(qiáng)度(125GPa)與碳納米管相當(dāng),它還具有分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)、量子霍爾鐵磁性和零載流子濃度極限下的最小量子電導(dǎo)率等一系列性質(zhì)。在過去幾年中,石墨烯已經(jīng)成為了材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。石墨烯的應(yīng)用1聚合物復(fù)合材料2光電功能材料與器件3生物醫(yī)藥應(yīng)用石墨烯聚合物復(fù)合材料由于石墨烯具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率、高比表面積，用其對聚合物材料進(jìn)行改性有望得到高性能的聚合物基復(fù)合材料，使復(fù)合材料具有高導(dǎo)電率、高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性并具有一定的阻燃性，進(jìn)一步擴(kuò)大聚合物材料的應(yīng)用范圍。聚合物與石墨烯之間的相互作用取決于聚合物、石墨烯和溶劑的極性、分子量、疏水性和反應(yīng)基團(tuán)等。性質(zhì)力學(xué)性能導(dǎo)熱性導(dǎo)電性熱性能透氣性電磁屏蔽、抗靜電涂層、導(dǎo)電涂料、超級電容器小型化電子元器件、導(dǎo)熱涂料、熱驅(qū)動(dòng)的形狀記憶聚合物的熱管理風(fēng)機(jī)或飛機(jī)機(jī)翼所用復(fù)合填充材料影響聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，促進(jìn)聚合物成核結(jié)晶阻隔氣體通過的隔膜應(yīng)用光電功能材料與器件研究表明，電子在石墨烯中的傳導(dǎo)速率是光速的1/300（106m/s），遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子在一般半導(dǎo)體中的速率。計(jì)算機(jī)中，硅制備的電子器件發(fā)熱很厲害，嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，而電子在石墨烯中受到的阻力幾乎為零，產(chǎn)生的熱量非常少，而且，石墨烯本身也是良好的熱導(dǎo)體，所以會(huì)很快散發(fā)熱量。石墨烯制備的電子器件運(yùn)行速度比硅器件高出２～３個(gè)數(shù)量級，性能都遠(yuǎn)優(yōu)于以硅為材料制備的器件。石墨烯有望取代硅成為納米電路的理想材料，進(jìn)入人們所期待的“后硅時(shí)代”。石墨烯基發(fā)光二極管石墨烯基太陽能電池石墨烯基納米發(fā)電機(jī)生物醫(yī)藥應(yīng)用功能化石墨烯具有良好的生物相容性、極低的細(xì)胞毒性、良好的載藥性能和生物檢測特質(zhì)，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域嶄露頭角。特別是在藥物溶解性和靶向性方面，更是前景廣闊。水難溶性藥物負(fù)載于石墨烯，可顯著增加其溶解度，在液體制劑特別是注射劑中應(yīng)用潛力巨大。納米載藥生物檢測生物成像腫瘤治療總結(jié)石墨烯第一次發(fā)現(xiàn)以來就引起了全世界科學(xué)家的廣泛關(guān)注，短短的幾年里，不論是在制備還是在應(yīng)用方面，石墨烯的研究都取得了重大進(jìn)展。隨著石墨烯基礎(chǔ)研究的不斷深入，石墨烯在納米器件、儲(chǔ)能