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石墨烯简介,石墨烯是什么碳纳米管是什么C60是什么

来源:整理 时间:2023-05-12 15:11:47 编辑:五合装修 手机版

1,石墨烯是什么碳纳米管是什么C60是什么

石墨烯是单层,碳纳米管是把石墨烯卷起来,C60就是把石墨烯弄成球。你也这个方向啊
c60是球

石墨烯是什么碳纳米管是什么C60是什么

2,石墨烯是什么有什么性质

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,厚度仅为头发的20万分之一,是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性及电学质量。 石墨烯是零带隙半导体,具备独特的载流子特性和优异的电学质量。石墨烯独特的电子结构为粒子物理中难以观察到的相对论量子电动力学效应的验证提供了便捷的手段。另外,弯曲石墨烯的量子电动力学现象研究可能有助于解决某些宇宙学问题。 在纳电子器件方面,石墨烯的可能应用包括:电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管;进一步减小器件开关时间,THz超高频率的操作响应特性;探索单电子器件;在同一片石墨烯上集成整个电路。其它潜在应用包括:复合材料;作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料领域、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域

石墨烯是什么有什么性质

3,石墨烯是什么

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米,把20万片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。它是2004年由曼彻斯特大学的科斯提亚诺沃谢夫和安德烈盖姆小组首先发现的。石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊,必须用相对论量子物理学才能描绘。 石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。 这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。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。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞, 石墨毡石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

石墨烯是什么

4,石墨烯电池和锂电池哪个更好

石墨烯电池和锂电池各有优劣,从研发技术成熟程度,制造成本和市场经济效益来看,锂电池要比石墨烯电池更有优势。但是在储电量、使用寿命长、充电速度等方面上,石墨烯电池更好。石墨烯在国内外许多领域都是比较高端的科研产品,在研发上都投入了大量的人力物力和实践。对石墨烯的提取工序繁琐,提取成本很高,在电池使用上还不能完全形成,从实验室到市场应用要有很长的路要走。现在市场主流电池还是锂电池,石墨烯电池和锂电池哪个更好,要从各自自身的材料特性和市场应用方面的优缺点做对比,区分出什么情况下它们的好坏。石墨烯电池优点:1、储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600whkg。用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。2、使用寿命长。石墨烯相比于传统的电池有着更大更多的优势,在使用寿命上,它的使用寿命是锂电池的两倍,是氢化电池的四倍。3、重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。石墨烯电池缺点:1、目前石墨稀还没达到实用化阶段,离大批量生产还有很长的路要走。2、市场上这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池,他只是在锂电池的基础上掺杂了一些石墨烯的相关的技术,与传统的锂电池相比,它带来的性能提升也仅仅只有那么一点点。再加上石墨烯的成本十分的高昂,它的制造工艺也非常的高,石墨烯电池的制作工艺仍然不够成熟,目前仅处于实验室阶段的它无法达到量产的地步。从对石墨烯的分析来看,在研发技术成熟程度,制造成本和市场经济效益方面,锂电池要比石墨烯电池更有优势。但是在储电量、使用寿命长、充电速度等方面上,石墨烯电池更好。

5,石墨烯的结构和能

石墨烯石墨烯 2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等制备出了石墨烯。海姆和他的同事偶然中发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊,必须用相对论量子物理学(relativistic quantum physics)才能描绘。 石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。 这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。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。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。 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”(electric charge carrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。 为了进一步说明石墨烯中的载荷子的特殊性质,我们先对相对论量子力学或称量子电动力学做一些了解。 经典物理学中,一个能量较低的电子遇到势垒的时候,如果能量不足以让它爬升到势垒的顶端,那它就只能待在这一侧;在量子力学中,电子在某种程度上是可以看作是分布在空间各处的波。当它遇到势垒的时候,有可能以某种方式穿透过去,这种可能性是零到一之间的一个数;而当石墨烯中电子波以极快的速度运动到势垒前时,就需要用量子电动力学来解释。量子电动力学作出了一个更加令人吃惊的预言:电子波能百分百地出现在势垒的另一侧。 以下实验证实了量子电动力学的预言:事先在一片石墨烯晶体上人为施加一个电压(相当于一个势垒),然后测定石墨烯的电导率。一般认为,增加了额外的势垒,电阻也会随之增加,但事实并非如此,因为所有的粒子都发生了量子隧道效应,通过率达100%。这也解释了石墨烯的超强导电性:相对论性的载荷子可以在其中完全自由地穿行。 另外,研究也发现,尽管只有单层原子厚度,但石墨烯有相当的不透明度:可以吸收大约2.3%的可见光。而这也是石墨烯中载荷子相对论性的体现。美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。这种物质为“太空电梯”超韧缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门,让科学家梦寐以求的2.3万英里长(约合37000千米)太空电梯可能成为现实。 中国科学家发现最硬物质 谁也不会想到,铅笔中竟然包含着地球上强度最高的物质! 法国皇帝拿破仑曾经说过:“笔比剑更有威力”,然而他在200年前说这话的时候绝对不会想到,人类使用的普通铅笔中竟然包含着地球上强度最高的物质!美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。 发现者是两华裔科学家 人们熟悉的铅笔是由石墨制成的,而石墨则是由无数只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片压叠形成,石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。自从2004年石墨烯被发现以来,有关的科学研究就从未间断过。然而直到最近,美国科学家才首次证实了人们长久以来的怀疑,石墨烯竟是目前世界上已知的强度最高的材料! 据悉,这一惊人的科学发现是由美国哥伦比亚大学的两名华裔科学家李成古和魏小丁(音译)一起研究得出的,而李成古研究“石墨烯”强度的主要工具之一,竟是普通的透明胶带!李成古向记者解释他们的“低科技”研究方法说:“为了了解石墨烯的强度,我们首先必须从石墨上剥离出一些石墨烯薄片,于是我们想到了透明胶带。”科学家先将胶带粘在一块石墨上,然后再撕下来,接着科学家又将胶带粘到了一块面积只有1平方英寸的硅片上,然后再将胶带从硅片上撕下来,这时数千小片石墨都粘到了硅片上。 比钻石还要坚硬 硅片上有数千个肉眼看不见的小孔。科学家开始采取高科技手段,将硅片放置在电子显微镜下进行观察,科学家花费数天时间,希望能在硅片小孔上发现合适的单原子厚的石墨烯薄片。 一旦科学家发现了一些只有100分之一头发丝宽度的石墨烯薄片后,他们就开始使用原子尺寸的金属和钻石探针对它们进行穿刺,从而测试它们的强度。让科学家震惊的是,石墨烯比钻石还强硬,它的强度比世界上最好的钢铁还高100倍! 美国机械工程师杰弗雷·基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度:如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。 可做“太空电梯”缆线 据科学家称,地球上很容易找到石墨原料,而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质,它将拥有众多令人神往的发展前景。它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣,甚至还为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门。美国研究人员称,“太空电梯”的最大障碍之一,就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的缆线,美国科学家证实,地球上强度最高的物质“石墨烯”完全适合用来制造太空电梯缆线! 人类通过“太空电梯”进入太空,所花的成本将比通过火箭升入太空便宜很多。为了激励科学家发明出制造太空电梯缆线的坚韧材料,美国NASA此前还发出了400万美元的悬赏。 代替硅生产超级计算机 不过据科学家称,尽管石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人类已知强度最高的物质,但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间,才能找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯“薄膜”的方法,从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。 据科学家称,石墨烯除了异常牢固外,还具有一系列独一无二的特性,石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料,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。 这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣,甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。
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