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石墨烯具有的七大特性

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  由呈六角形网状键合的碳原子组成的"石墨烯"具有很多出色的特性,才能在短时间内超越很多现有的材料,被各个领域的研发人员所青睐。到底是什么特性能吸引这么多领域的研发人员呢,接下来我们就主要讲讲石墨的七大特性。
  一、力学特性
  石墨烯是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130GPa。
  石墨烯的强硬度和承重能力理论上是钢铁的200倍 ,具备这一特性的石墨烯如果大规模的应用在建筑工业行业,将会给这个行业带来巨大的改变,中国工业行业的制造技术也将更上一层楼。
  图片来源于网络
  二、电子效应
  石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。与很多材料不一样,石墨烯的迁移速率受温度的影响很小,在50~500K之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V·s)左右。在某些特定条件下如低温下,石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V·s)。
  石墨烯的轻便和较快的载流子迁移速率,在航空航天领域具有非常广阔的应用前景。
  图片来源于网络
  三、热性能
  石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,是目前为止导热系数最高的碳材料,高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时,导热系数也可达600W/mK。
  石墨烯较强的导电能力,应用在采暖系统中,不仅能节能省电还能防尘防污染。相比传统采暖系统来说,石墨烯采暖系统发热更快、更耐用也更安全。
  图片来源于网络
  四、光性能
  石墨烯具有非常良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内,厚度每增加一层,吸收率增加2.3%。
  当入射光的强度超过某一临界值时,石墨烯对其的吸收会达到饱和。这些特性可以使得石墨烯在被动锁模激光器、室内护眼灯等领域有较大的可能性实现突破 。由于其具有这种特殊性质,所以也能在超快光子学中得到广泛应用。
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  五、独特的溶解性
  在非极性溶剂中表现出良好的溶解性,具有超疏水性和超亲油性,拥有这个特性的材料目前为止较少。
  图片来源于网络
  六、吸附性
  石墨烯拥有两极的吸附性,既可以吸附各种原子和分子,也可以脱附各种原子和分子。这一特性使石墨烯材料在医疗用途上有较大的发展前景 。
  图片来源于网络
  七、超高熔点
  石墨烯具有超高熔点,科学家在2015年的研究中表示其熔点约4125K,但也有其他研究表明熔点可能在5000K左右。此特性更是让石墨烯在各个领域的应用中如虎添翼。
  石墨烯的这几个特点为石墨烯的发展性提供的强有力的保障。也为科技走向更高点提供了更大的可能。 关注我们,下期内容更精彩!
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