碳材料、石墨、石墨烯科普知识介绍.docx

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1、碳与石墨介绍碳，生命之源，它是地球上一切有机体生物的骨架元素, 是构成人体最重要的元素。碳：既是最硬又是最软的材料，既是绝缘体又是导电体, 既是隔热材料又是导热材料，既是全吸光材料又是全透光材 料。石墨是碳的一种同素异形体，石墨与金刚石、碳60、碳 纳米管、石墨烯等都是碳元素的单质互为同素异形体。石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高温、抗腐蚀、 抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可 塑性、涂敷性等特有的物理化学性能，广泛应用于冶金、机 械、电子、电池、金刚石超硬材料、核工业、化工、轻工、 军工、国防、石油勘探、航天及耐火材料等行业，是当今高 新技术进展必不行少的非金属材料。石墨

2、烯介绍石墨烯的发觉：2004年，英国曼彻斯特高校物理学家安德烈盖姆和康 斯坦丁诺沃肖洛夫，两位科学家通过使用胶带反复剥离石 墨的方法在绝缘基底上获得了单层或少层的石墨烯并讨论 其电学性能，发觉其具有特别的电子特性以及优异的电学、 力学、热学和光学性能，从而掀起了石墨烯讨论的热潮。2022 年10月5日，瑞典皇家科学院授予他们俩诺贝尔物理学奖。石墨烯：石墨烯是一种由碳原子以Sp2杂化轨道组成六角形呈蜂 巢晶格的二维碳纳米材料。单层石墨烯的厚度只有0.335 纳米，相当于一根头发的20万分之一，1mm厚的石墨中将近 有150万层左右的石墨烯。石墨烯几乎是完全透亮 的，透光率高达97. 4%,具有优

3、异的光学性能。石墨烯作为一种人类已知强度最高、韧性最好、质量最 轻、透光率最高、导电性最佳的材料，集光、电、力学性能 于一身，开创了 21世纪的新材料纪元，正在引领新材料领 域的颠覆性革命。石墨烯的性能：机械性能：石墨是矿物质中最软的，但被分别成一个碳 原子厚度的石墨烯后，性能则发生突变，其硬度比金刚石还 高，却又拥有很好的韧性，且可以弯曲，能够拉伸20%而不 断裂。超薄性：单层石墨烯只有一个碳原子的厚度，即0.335 纳米，相当于一根头发的20万分之一的厚度，1毫米厚的石 墨中将近有150万层左右的石墨烯。.导电性：常温下电子在其中的运动速度达到了光速的 1/300,比纳米碳管或硅晶体高，而

4、电阻率只约10. 6。 cm, 比铜或银更低，为世上电阻率最小的纳米材料。.导热性：导热系数高达5300W/m-K,目前为止导热系数 最高的材料，具有特别好的热传导性能。透光性：石墨烯几乎是完全透亮的，透光率高达97.4%,具有优异的光学性能，其光学特性随石墨烯的 厚度增加而减小。是很多光电子器件的重要组成部分。石墨烯应用：石墨烯可应用于高速晶体管、高级触摸屏，导热、散热、 发热薄膜，超级电容器、光电探测器、解调器、激光器、掌 握污染、淡化海水；还可用于太阳能电池、锂电池、基因测 序等领域，同时有望关心物理学家在量子物理学讨论领域取 得新突破。凭借其巨大优势，石墨烯在多方面应用广泛。近 年来，我们我国石墨烯产业呈现出快速进展趋势，目前已初 步形成了以新能源、涂料、复合材料、大健康、节能环保和 电子信息为主的产业应用领域。相关政策：2022年5月，国务院印发中国制造2025，明确了石 墨烯在战略前沿材料中的地位；2022年9月，我国制造强国建设战略询问委员会发布 中国制造2025重点领域技术路线图（2022年版），称石墨 烯产业“2022年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模 突破千亿”的进展目标；2022年11月，我国工信部重点新材料首批次应用示范指导名目（2022年版），明确石墨烯发热膜、石墨烯改性 发泡材料的详细应用。