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新材料登场!石墨烯凭什么这么牛

作者:本站编辑      2025-11-19 22:36:26     0
新材料登场!石墨烯凭什么这么牛

新材料登场!石墨烯凭什么这么牛

2004年,英国两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用微机械剥离法,成功从石墨中分离出石墨烯,就像用胶带粘掉错别字一样神奇,两人也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。1毫米厚的石墨,大约包含300万层石墨烯,可想而知它有多薄!仅有一个原子层的厚度,0.355nm,是头发丝的二十万分之一。

?别看它薄,实力却极强。石墨烯是由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,硬度比好的钢铁强100倍,甚至超过钻石,强度比钢铁高200倍 。而且它韧性很佳,能拉伸20%而不断裂。

?石墨烯的导电性也堪称很好,电子迁移速率为光速的三百分之一 ,是硅材料的140倍,电阻率极小,比银还强1.6倍。在光学方面,它几乎完全透明,只吸收2.3%的光 。导热性更是出色,是铜的13倍,银的10倍。

?这么厉害的石墨烯,应用领域自然极为广泛:

✅在新能源电池领域,能降低电阻,提升电池导电率,像石墨烯锂离子电池,可提高电池倍率和充放电性能,延长循环寿命;石墨烯钛酸锂汽车电池,15 - 20分钟就能快速闪充,采用它的油电混合动力汽车续航里程可达900公里左右。

✅电子领域,未来可能取代硅成为下一代半导体和集成电路材料,制成的晶体管不仅功率强还高度稳定 。

✅柔性显示屏方面,和聚酯材料组合就是良好的柔性屏幕,相比目前常用的ITO膜,石墨烯薄膜导电性、柔韧性、透光性更优,更符合未来移动设备、可穿戴设备柔性显示屏的发展趋势。

✅其他方面,加入混凝土中能提高强度,加入海洋水泥可增强抗氯、抗腐蚀能力;能制作海水淡化滤膜、化学传感器、生物传感器;还能用于航天军工领域检测微量元素和结构性缺陷 ,制作新型感光元件提高感光能力等。

石墨烯作为一种具有潜力的超表面光学材料,未来必定会在更多领域发光发热,让我们一起期待它带来更多的惊喜与变革吧!
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