
什么是石墨烯?
石墨烯是由碳原子形成的二维蜂窝晶格结构,是一种新型材料,具有极高的导电性、导热性、力学强度和透明度等独特的物理性质。
石墨烯有哪些应用领域?
石墨烯具有广泛的应用前景,主要应用于电子学、生物医学、材料科学、能源等领域。在电子学领域,石墨烯可用于制造高速电子器件和柔性电子产品;在生物医学领域,石墨烯的生物相容性和生物安全性优良,可以用于医疗设备和药物递送;在材料科学领域,石墨烯可用于制造含有高强度、高耐磨和防腐蚀性能的材料;在能源领域,石墨烯可用于制造高效电池、超级电容器、太阳能电池等。
石墨烯的制备方法有哪些?
石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法、生物还原法等。其中,机械剥离法是最早发现的制备石墨烯的方法,即通过机械剥离石墨片层制备。化学气相沉积法可以在基底上通过化学反应生长出石墨烯,是制备高质量石墨烯的主要方法。化学还原法通过还原氧化石墨烯来制备石墨烯,比较简单且成本低廉。生物还原法是一种环保型的制备方法,主要利用酵母菌等生物体通过还原碳源制备石墨烯。
石墨烯有哪些特殊的物理性质?
石墨烯具有极高的电子迁移率、热导率和机械强度,是当今已知的最薄、最强、最导电的物质之一。石墨烯的电子自旋极化较强,具有磁性;石墨烯还具有丰富的光学和热学性质,可以在吸收紫外线和红外线方面表现出良好的性能。
石墨烯有哪些局限性?
石墨烯的生产成本较高,制备过程中难以规模化消费,同时稳定性和可靠性仍存在问题。此外,石墨烯可能会对环境和人体造成潜在风险,需要更多的安全性研究。