化学试剂、生物试剂、实验试剂、就上找试剂网

21世纪什么最热门？答案是万能的石墨烯

来源: 找试剂网 2017-05-25 14:28:49

全国“两会”于昨天闭幕。在这次“两会”上，以石墨烯为代表的新材料提案备受关注。在李克强总理政府工作报告中，重点提到要推动新材料、新技术、新产业加快成长。作为新材料中最受关注的产品，石墨烯到底是何方神圣呢？

石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

1.传说中的石墨烯到底是什么？

石墨烯与石墨之间有特殊的亲缘关系。石墨这种材料大家可能都比较熟悉，比如说铅笔芯、干电池内部的电极等，其主要成分就是石墨。从微观结构来看，石墨是一种层状材料，由一层一层的碳原子堆叠而成。对于每一层而言，其中的碳原子之间以牢固的共价键相结合，非常稳定。而层与层之间则是以一种比较微弱的作用力相互结合的，从而使得层与层之间比较容易脱离开。因此，厚的石墨是可以很容易地解离成薄的石墨片的。那么，石墨的这种结构就可以形象地类比成一本书，书中的每页纸就类比成一层碳原子。而我们要讲的石墨烯就好比石墨这本“书”之中的一页“纸”。

2.万能的石墨烯，万能在哪？

手机充电只需几秒钟？史上最薄电灯泡？光驱动飞行器？太空电梯？关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，那么，石墨烯究竟有哪些特性呢？

因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有着全新的电学属性。石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

在航天科学领域中，石墨烯可以被当做保护层覆盖在一些元件的表面，用来降低因宇宙射线激发的二次电子

石墨烯具有极好的热稳定性和化学稳定性。石墨烯熔点高达3652摄氏度，耐强酸强碱等恶劣环境，具有极好的稳定性。

石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100纳米），它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂。已经有科学家指出，如此强度的材料，有可能成为未来“太空电梯”的首选材料。

带有纳米级的空洞石墨烯，可以用于海水淡化。在生物学研究中，让DNA长链一次经过石墨烯纳米孔，可以进行DNA测序。

3.石墨烯的应用

2010年10月5日，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫因为在石墨烯材料方面取得突破性进展而获得诺贝尔物理学奖。鉴于石墨烯拥有如此光辉的前景，目前，各个国家都在大力推进石墨烯的“研发”和“市场化”两条道路。根据MarketsandMarkets发布的“2020年全球石墨烯市场趋势和预测”最新报告显示，到2020年全球石墨烯市场预计将达2.78亿美元，2015-2020年期间，增长率达42.8%。

事实上，中国早已是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。

从生产角度看，作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格低廉。另外，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题，制造成本已从5000元/克降至3元/克，解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯，并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了7英寸石墨烯触摸屏。

2015年5月，全球首个石墨烯指数评价结果显示，全球石墨烯产业综合发展实力排名前三位的国家分别是美国、日本和中国。我国石墨烯研发、专利持有以及产业化进程均已在全球占据一席之地，申请专利数量占达全世界的40%。

可以猜想，新一轮的石墨烯热潮即将来袭。相信下一个十年将是石墨烯加速发展、走向大规模应用的十年。

石墨化学试剂

复制链接

分享至微信

分享至微博

1.凡本网注明“来源：找试剂”的所有文字、图片、音频和视频文件，版权均为找试剂所有。如需转载请与4008-955-951联系。任何媒体、网站或个人转载使用时须注明来源“找试剂”，违反者本网将追究法律责任。 2.本网转载并注明其他来源的稿件，均来自互联网或业内投稿人士，版权属于原版权人。转载请保留稿件来源及作者，禁止擅自篡改违者自负版权法律责任。 3.本网评论版权中各网友的评论只代表网友个人观点，不代表本站的观点或立场。

我要提问