石墨烯材料的优缺点.pptx

石墨烯，实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。碳原子之间相互连接成六角网格铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。它，看起来颇有未来神奇材料的风范。虽然名字里带有石墨二字，但它既不依赖石墨储量也完全不是石墨的特性。第1页/共13页优点一：比纸张薄2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈海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。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这么说吧，石墨烯的厚度仅为普通纸张的十万分之一，裸眼几乎是看不到的。第2页/共13页优点二：比钻石硬虽然很薄，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，“秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。第3页/共13页优点三：比铜导电性好而因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，为它带来了全新的电学属性。“石墨烯电阻率极低，电子能在其中极为高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说，如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用，可以增强储电设备的储电率，提高储电性能。我们知道金银铜三兄弟都是导电能手，现在石墨烯的导电能力也可以和他们一较高下了。第4页/共13页优点四：比橡胶柔软石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不断裂。不仅如此。1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米!这么大的比表面积(物理用词：1克固体拥有的总表面积)使其拥有超强的吸附性。第5页/共13页优点甚多，石墨烯的未来似乎“烯”望无限。随着科研发展，石墨烯已经渐渐走出实验室，开始走入百姓生活。不久前在2015中国国际石墨烯创新大会上，石墨烯理疗、保暖产品、LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品全新推出。在石墨烯的诸多应用中，最受普通大众关注和期待的，是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。看来，你梦寐以求的那款透明薄片可折叠手机将不再只是个梦。第6页/共13页2014年，三星曾宣布发现新生产方法会将石墨烯应用于商业产品中，利用石墨烯的延展性，三星认为可弯曲显示屏未来绝对不会仅仅是个噱头。近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸单层石墨烯触摸屏，并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、电脑的显示屏将超薄、超轻，可弯曲。还值得一提的是，石墨烯将有望在环保领域进行应用。第7页/共13页悉尼科技大学科学家成功开发出一种超级材料石墨烯纸，比起普通纸张更薄，比钢铁更强硬十倍。石墨烯纸不仅更轻巧、更强硬、更灵活，还是可回收和可持续制造的产品，既环保又低成本。此外，由于其拥有超强的吸附性，因此，研究人员正在研究用它做过滤装置，用于污水处理等领域。被科学家预言将“彻底改变21世纪”的石墨烯，还有什么令人期待的?11月20日，工信部、国家发改委和科技部联合发布关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见。意见提出，未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的穿戴产品的开发，也让这一新材料更好地服务民生。第8页/共13页缺点一：环境污染风险看到这里，觉得石墨烯几乎是完美无缺的吧。然而，近年来有研究发现，如果人类偶然摄入了石墨烯，石墨烯会切开人体细胞并破坏其内容物。也就是说，它可能是有毒的。第9页/共13页缺点二：技术困惑作为工业技术，石墨烯看起来还有一些未能克服的困难。研究人员指出，目前石墨烯的应用还是受限于材料生产，价格较贵，所以那些使用最低级最廉价石墨烯的产品(譬如氧化石墨烯纳米颗粒)，会最先面世，可能只需几年;但是那些依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。对于它能否取代现有的产品线，研究人员依然心存疑虑。第10页/共13页另一方面，如果商业领域过度夸大其神奇之处，可能会导致石墨烯产业变成泡沫;一旦破裂，那么也许技术和工业的进展也无法拯救它。所有的材料都有其适用范围：钢坚硬而沉重，木头轻便但易腐，就算看似“万能”的塑料其实也是种种大相径庭的高分子各显神通。或者，正如专家所示，石墨烯的真正潜能只有在全新的应用领域里才能充分展现，而不是用来替代现有产品里的其他材料。至于眼下的可打印、可折叠电子产品，可折叠太阳能电池，和超级电容器等等新领域能否发挥它的潜能，就让大家拭目以待吧。第11页/共13页谢谢观看谢谢观看谢谢观看谢谢观看第12页/共13页感谢您的观看！第13页/共13页