第一卷第一期2011年五月
石墨烯的研究态势及其运用前景
Vol1No1may2011
石墨烯的研究态势及其运用前景
赵彦辉
长安大学材料学院无机非金属系西安710018
摘要：2010年A
dreGeim和KostyaNovoselov凭借着在石墨烯方面的创新研究而获得了诺贝尔物理学奖石墨烯是一种单原子层结构的碳纳米材料具有特殊的优异的力学、电学和光学性质无论在物理学、化学还是信息领域、能源领域以及器件制造等方面都具有巨大的研究价值和应用前景。本文介绍了石墨烯的概念、结构特点和性质总结了石墨烯的各种制备方法以及表征方法指出了石墨烯在国内外的应用态势展望了该材料的应用前景和研究价值。
关键词石墨烯结构性质应用文献计量
前言随着2010年诺贝尔物理学奖得主的揭晓科学界又开始了一轮新的关于诺贝尔奖的讨论同时石墨烯Graphe
e也成为大家讨论的焦点。2004年英国曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯这种材料仅有一个碳原子厚是目前已知的最薄的材料。它不仅是已知材料中最薄的一种还非常牢固而柔软作为单质它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破它的问世引起了全世界的研究热潮。本文拟通过对已发表的与石墨烯相关的文献进行分析以理清石墨烯研究发展的演化趋势以及学科发展的前沿领域展现石墨烯的发展脉络及运用前景。1、石墨烯的概念拿破仑曾经说过笔比剑更有威力他说这话的意思是指舆论比武力更厉害。不过他绝对没有想到铅笔芯中确实包含着地球上强度最高的物质我们知道铅笔芯的原材料是石墨而石墨是一类层状的材料即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。由于碳层之间的作用力比较弱因此石墨层间很容易互相剥离开来从而形成很薄的石墨片层这也正是铅笔可以在纸上留下痕迹的原因。如果将石墨逐层地剥离直到最后只形成一个单层即厚度只有一个碳原子的单层石墨这就是石墨烯石墨烯的厚度只有0335
m比纸还要薄100万倍把20万片石墨烯叠加到一起也只有一根头发丝的厚度但是它的强度却比钻石还要坚韧同时作为单质它在室温下传递电子的速度要超过任何一种已知的导体。石墨烯Graphe
e是碳的一种形式它具有完整的原子晶格其厚度恰恰为一个原子作为一种全新的材料它不仅有从未见过的薄而且还是特强的两位获奖r