的多样性除了富勒烯和纳米碳管外还有其他更多的材料。传统碳大多数依靠天然产生不同大小和结构的微晶或孔并且仅其中一部分碳黑为纳米碳材料。比较而言在纳米碳材料发展中由于我们已掌握了纳米大小和纳米结构的一重或双重控制技术因此在许多新型碳材料中产生了纳米碳材料。新型碳材料发展中至关重要的因素不仅仅受纳米大小的控制而且受纳米状态下结构的控制。在这种认识指导下将有利于我们对纳米碳材料的研究。
2、决定纳米碳材料性质的因素
在碳材料的生产中主要的控制因素包括传统的和新型的方法。它们都表现出了在碳化过程中的优势聚合体、工艺条件和关键结构或最终产品的特性。
3、纳米碳材料的应用研究
目前应用的主要纳米碳材料是石墨烯、碳黑、C60、纳米碳管。由于对纳米碳管的特性了解比较深入因此基于纳米碳管的应用研究和产业化研究成为目前的主流。
下面,论文将就纳米碳材料中的一种石墨烯做具体介绍,将对石墨烯的制备、结构、性能及其应用前景做一个概述。
正文
石墨烯是一种二维晶体,最大的特性是,其中电子的运动速度达到了1000ms,大概是光速光速的1300,这远远超过了电子在其他导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”,的性质和相对论性的中微子(中微子又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一)非常相似。石墨烯独特而完美的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性,
f例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20的伸展率、超高热导率、高达2600mg的比表面积,并且几近透明,在很宽的波段内光吸收只有23。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。石墨烯是单层原子厚度的石墨,具有二维蜂窝状网格结构。各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列也保持结构稳定。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于石墨烯片平面内π轨道的存在,电子可在晶体中自由移动,使得石墨烯具有十分优异的电子传输性能。由于石墨烯具有优异的导电性,自2004年被英国曼彻斯特大学研究组发现后,不断有新的成果被报道。其中包括发现石墨烯和PMMA较大热膨胀系数差别是产生周期性褶皱原因,这些周期性褶皱会影r