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石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜.
理想的石墨烯是單原子層石墨,具有超高的比表面積,優良的化學性能和熱穩定性,較高的導電性能和導熱性能,優異的機械性能等特性,還具有獨特的物理化學性能,
如量子隧道效應、半整數量子霍爾效應、永不消失的電導率等一系列特性。石墨烯可被廣泛應用于各領域,例如超輕防彈衣,超薄超輕型飛機材料、微電子領域,超級電容器、鋰離子電池等,石墨烯未來有可能會替代硅,用于制造超微型晶體管,生產超級計算機。
國內外石墨烯生產主要存在生產成本高、生產環節污染嚴重、產品質量有缺陷等問題,制約了石墨烯的產業化應用和發展。北京華科訊能石墨烯新技術研究院有限公司技術團隊采用綠色環保工藝,制備出的石墨烯層數少(1-10層)、純度高、導電率高、性能穩定、一致性好。本技術生產工藝簡便,收率高,成本低,生產過程無污染物排放,與環境友好。本工藝突破了石墨烯制備工藝復雜,污染物排放嚴重,產品收率低,生產成本高,產品質量差等難題,為石墨烯的優質、工業化生產和商業化利用提供了技術條件。
表1 石墨烯特性與應用領域
石墨烯特性 | 指標 | 主要應用領域 |
*薄、*硬 | 厚0.335nm,僅一個碳原子的厚度,石墨烯同時是已知的*堅硬的材料,莫氏硬度高于金剛石 | 便捷式超薄設備的模塊化組裝/分裝、航空航天復合材料 |
高強度 | 由于高的硬度,石墨烯擁有很高的強度,楊氏模量(1100 GPa))和斷裂強度(125 GPa),如果用石墨烯制成普通食品塑料包裝袋(100nm)那么它將能承受大約2噸重物品 | 超輕防彈衣、超薄超輕型飛機材料等 |
超高載流電子遷移率 | 室溫下為20萬cm2/(V·s)) (硅的100倍),理論值為100萬20萬cm2/(V·s)),相當于光速的1/300 |
石墨烯集成電路,鋰離子電池,超級 電容器 |
超高導熱率 | 導熱系數達到5300W/(m K) | 石墨烯導熱膜、超大規模納米集成電路散熱材料 |
超大比表面 | 達到2630 m2/g,遠高于普通活性炭的1500 m2/g | 超級電容器,鋰離子電池,石墨烯傳感器 |
高透光率、高韌性 | 透光率達到97.7%,能夠拉伸20%而不斷裂 | 柔性觸摸屏(替代ITO)、太陽能電池板 |