• 超大比表面积：由于石墨稀的厚度只有一个碳原子厚，即 0.335纳米，所有石墨稀拥有超大的比表面积，理想单层 石墨稀的比表面积比普通的活性碳比表面积大得多。
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2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和 康斯坦丁·诺沃肖洛夫，从石墨中成功分离出石墨烯，而 他们分离的方法也极为简单，他们把石墨薄片粘在胶带上, 把有粘性的一面对折，再把胶带撕开,这样石墨薄片就被 一分为二。通过不断地重复这个过程,片状石墨越来越薄， 最终就可以得到一定数量的石墨烯。 十余年来，各国科研人员针对石墨烯开展了大量研究工 作，试图研制出高效、可控的制备石墨烯纳米带的技术工 艺。
石墨稀结构
• 石墨稀的基本结构单元 为有机材料中最稳定的 苯六元环，是目前最理 想的二维纳米材料。
• 理想的石墨烯结构可以看作是一层被剥离的石墨分子，每 个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形 成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电 性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料
的基本组成单元。
石墨稀和其他碳元素的区别
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石墨可以看成是多层石墨 稀片堆垛而成。
• 碳纳米管可以看作是卷曲 圆筒状的石墨稀。 • 富勒球可以看作通过多个 六元环和五元环按照适当 顺序排列得到的。
石墨稀的性能
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石墨稀是迄今已知强度最大，厚度最小的材料，其强度 为钢的100倍，比金刚石还要坚硬，石墨中电子 最大 传输速度达到光速的三百分之一，传输速度比计算机芯片 中的硅还要快，石墨稀的室温下具有量子霍尔效应，双极 性电场效应等。
• 导电性极强: 石墨稀中的电子没有质量，电子的运动速度 超过了在其他金属单体或半导体的运动速度。石墨稀中电 子 最大传输速度达到光速的三百分之一，正因为如此， 石墨稀具有超强的导电性。
• 超过强度：石墨稀是矿物质中最软的，其莫氏硬度只有12级，但被分离成一个原子厚的石墨稀后，性能则发生突 变，其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又有很好 的韧性，且可以弯曲。
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• 基于法国SOLEIL同步加速器X射线等实验的研究成果，法 美科学团队成功研制出一种用于生产石墨烯纳米带半导体 的方法。
发展成果：首款石墨烯集成电路
• 科研人员在碳化硅表面刻 蚀凹槽，并以此作为基板， 通过控制基板的几何形状， 在其上形成仅有几纳米宽 的石墨烯纳米带。该项技 术可在常温下进行，其制 备的石墨烯半导体仅为此 前IBM公司所制纳米带的五 分之一宽。新一代高密度 集成电路的制备不再遥不 可及。
石墨烯的发展历程
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• • • • 1934年，朗道和佩尔斯就指出了准二维晶体材料由于其 自身的热力学不稳定，在常温常压下会迅速分解。 菲利普·华莱士1947年就开始研究石墨烯的电子结构。 麦克鲁1956年推导出了相应的波函数方程。 林纳斯·鲍林1960年曾质疑过石墨烯的导电性。 1966年，大卫·莫明和赫伯特·瓦格纳提出 MerminWagner理论，指出表面起伏会破坏二维晶体的长程有序。 谢米诺夫1984年得出与波函数方程类型的狄拉克方程。 直到1987年，穆拉斯才首次使用“graphene”这个名称来 指定石墨稀。