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石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比,更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比,更长,更易于被掺杂以及化学改性,更易于接受功能团。[23]氧化性:可与活泼金属反应。[24]还原性:可在空气中或是被氧化性酸氧化,通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。[25]石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料,经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。[21]加成反应:利用石墨烯上的双键,可以通过加成反应,加入需要的基团。[2]稳定性:石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbonbond)*为。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有***的导热性。另外,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,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。[26]同时,石墨烯有芳香性,具有芳烃的性质。[15]石墨烯制备方法编辑机械剥离法机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。
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由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。[7]柔性显示屏消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发柔性显示屏展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员***制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示,这是迄今为止“块头”**大的石墨烯块。随后,他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。研究人员表示,从理论上来讲,人们可以卷起智能手机,然后像铅笔一样将其别在耳后。[7]新能源电池新能源电池也是石墨烯**早商用的一大重要领域。石墨烯粉体提高电池的能量密度,降低电池的内阻。内蒙古锂电池用石墨烯粉体提高倍率性能
石墨烯具有非常好的热传导性能。内蒙古高纯石墨烯粉体分散液
这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。2004年,英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法,也归为机械剥离法,这种方法一度被认为生产效率低,无法工业化量产。[27]这种方法可以制备微米大小的石墨烯,但是其可控性较低,实现大规模合成有一定的困难。[21]2016年,中国科学家发明了一种简单高效的绿色剥离技术,通过“球-微球”间柔和的滚动转移工艺实现了少层石墨烯(层数±)的规模化制备。[28]氧化还原法氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨(GraphiteOxide)。然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨粉体。通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离,制得氧化石墨烯。**后通过化学法将氧化石墨烯还原,得到石墨烯(RGO)。这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,存在较大的危险性,又须使用大量的水进行清洗,带大较大的环境污染。使用氧化还原法制备的石墨烯,含有较丰富的含氧官能团,易于改性。内蒙古高纯石墨烯粉体分散液
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