石墨烯
化学一班 谢媛媛 201410900011
石墨烯（Graphene）是一种 由碳原子以sp2杂化轨道组成六角 型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有 一个碳原子厚度的二维材料。 石墨烯一直被认为是假设性 的结构，无法单独稳定存在，直 至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，成功地在实验中从石 墨中分离出石墨烯，而证实它可 以单独存在，两人也因“在二维 石墨烯材料的开创性实验”为由， 共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
夜视隐形眼镜

据英国每日邮报报道，研究人员最新研制一种智能 隐形眼镜，使佩戴者具有“红外夜视”能力。研究 小组称，在镜片之间夹入石墨烯，能够建造一种具 有捕捉可见光和红外线能力的传感器。现已建造一 个比手指甲更小的原型，专家称未来将这种智能隐 形眼镜应用于士兵，以及需要黑暗中观察周围环境 的群体。这种镜片充分利用了石墨烯“超级传感器” 的性能，石墨烯内的电子能够像光子一样高速运动， 是硅中光子速度数十倍。它可作为一种“热载流 子”，产生的效应可以测量、加工处理，转换成为 图像。
性质

电子运输 导电性
石墨烯表现出了异常的整数量子霍尔行为。其霍尔电导 为量 子电导的奇数倍，且可以在室温下观测到。这个行为已被科学家解释为“电 子在石墨烯里遵守相对论量子力学，没有静质量”。 石墨烯最大的特性是其中电子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。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非常相似。来自 机械特性
在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100纳米距离上可承受 的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家测算，这一结果相当于要施 加55牛顿的压力才能使1微米长的石墨烯断裂。

电子相互作用
利用世界上最强大的人造辐射源，美国加州大学、哥 伦比亚大学和劳伦斯·伯克利国家实验室的物理学家发现了石墨烯特性新秘 密：石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。

结构组成

石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂 窝状点阵结构, 它可以翘曲成零维(0D)的富 勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管 (carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三维 (3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是构成 其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结 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 结构是平面六边形点阵，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。
石墨烯涂料

济南墨希与西班牙研发中心共同研发出全球首例石 墨烯矿物涂料—Graphenstone格芬石墨烯矿物涂料， 格芬石墨烯矿物涂料中添加的石墨烯纳米纤维会在 涂料中形成纳米网状架构，赋予其天然成分所不具 备的坚实性和牢固的骨架，涂料的附着力更加牢固， 更具有超耐久性，使得涂料耐擦洗，抗裂纹；同时 对损坏砂浆的大气侵蚀因素形成一道不可逾越的屏 障，在极端条件下，依然可以发挥其优良的性能， 不会产生龟裂；由于石墨烯为优良热导体，散射 99%红外线和85%的紫外线，可以达成节能降耗、 保温隔热的功能。
用途

代替硅生产超级计算器
石墨烯电池 石墨烯涂料

夜视隐形眼镜
代替硅生产超级计算器

科学家发现，石墨烯还是目前已知导电性能最出色 的材料。石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。 高频电路是现代电子工业的领头羊，一些电子设备， 例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信 息填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率， 然而手机的工作频率越高，热量也越高，于是，高 频的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出现， 高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它 在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚 至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的 超级计算机。
石墨烯电池

让生产厂家放弃生产电动交通工具的主要原因就是电池电 量的问题。该行业要求增加电池的效力和持续时间，以减 少充电时间。这个令人头痛的问题马上就能得到解决。西 班牙Graphenano公司（一家以工业规模生产石墨烯的公司） 同西班牙科尔多瓦大学合作研究出了首例石墨烯聚合材料 电池。一个锂电池（以最先进的为准）的比能量数值为 180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600 wh/kg。 也就是说，它的储电量是目前市场上最好的产品的三倍。 这种电池的寿命也很长，它的使用寿命是传统氢化电池的 四倍，是锂电池的两倍。用它来提供电力的电动车最多能 行驶1000千米。而将它充满电只需要不到八分钟的时间。