什麼是物理法石墨烯

A. 石墨烯是什麼物理結構

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是碳的二維結構，是一種「超級材料」，是最薄卻也是最堅硬的納米材料，其厚度只有0.335納米，硬度超過鑽石，重量幾乎為零。它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快，可用來製造透明觸控屏幕、光板，甚至太陽能電池！

B. 石墨烯是什麼

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。

石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，並有如下的特點：碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位於pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態。

研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。

除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵（與苯環類似），因而具有優良的導電和光學性能。

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當入射光的強度超過某一臨界值時，石墨烯對其的吸收會達到飽和。這些特性可以使得石墨烯可以用來做被動鎖模激光器。

這種獨特的吸收可能成為飽和時輸入光強超過一個閾值，這稱為飽和影響，石墨烯可飽和容易下可見強有力的激勵近紅外地區，由於環球光學吸收和零帶隙。由於這種特殊性質，石墨烯具有廣泛應用在超快光子學。石墨烯/氧化石墨烯層的光學響應可以調諧電。

更密集的激光照明下，石墨烯擁有一個非線性相移的光學非線性克爾效應。

溶解性：在非極性溶劑中表現出良好的溶解性，具有超疏水性和超親油性。

熔點：科學家在2015年的研究中表示約4125K，有其他研究表明熔點在5000K左右。

其他性質：可以吸附和脫附各種原子和分子。

C. 請問：什麼是石墨烯

石墨烯（Graphene）是一種以sp²雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和葯物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。

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石墨烯電池利用環境熱量自行充電的試驗。

實驗製成電路其中包含LED，用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copper chloride)溶液中，進行觀察。LED燈亮了。實際上，他們需要6個石墨烯電路，形成串聯，這樣就可產生所需的2V，使LED燈發亮，就可以得到這個圖片。

徐子涵和同事說，這里發生情況就是銅離子具有雙重正電荷，穿過溶液的速度約每秒300米，因為溶液在室溫下的熱能量。當離子猛烈撞入石墨烯帶時，碰撞會產生足夠的能量，使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩種選擇：可以離開石墨烯帶，和銅離子結合，也可以穿過石墨烯，進入電路。

D. 什麼是石墨烯怎樣得到石墨烯

人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之後，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。

E. 石墨變成石墨烯是物理變化還是化學變化

石墨變成石墨烯是化學變化，但是不是因為分子結構發生變化，石墨和金剛石都不存在分子結構，因為他們是原子晶體。石墨變成金剛石是晶體結構發生變化，出現了化學鍵的斷裂和生成，所以是化學變化

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化學變化過程中總伴隨著物理變化。在化學變化過程中通常有發光、放熱、也有吸熱現象等。按照原子碰撞理論，分子間發生化學變化是通過碰撞完成的，要完成碰撞發生反應的分子需滿足兩個條件：

1、具有足夠的能量；

2、正確的取向。因為反應需克服一定的分子能壘，所以須具有較高的能量來克服分子能壘。兩個相碰撞的分子須有正確的取向才能發生舊鍵斷裂。

實質

從微觀上可以理解化學變化的實質：化學反應前後原子的種類、個數沒有變化，僅僅是原子與原子之間的結合方式發生了改變，原子是化學變化的最小微粒。例如對於分子構成的物質來說，就是原子重新組合成新物質的分子。物質的化學性質需要通過物質發生化學變化才能表現出來，因此可以利用使物質發生化學反應的方法來研究物質的化學性質，製取新的物質。

參考資料來源：網路-化學變化

F. 石墨烯是什麼東西

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。

英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

簡介

石墨烯是一種零距離半導體，因為它的傳導和價帶在狄拉克點相遇。在狄拉克點的六個位置動量空間的邊緣布里淵區分為兩組等效的三份。相比之下，傳統半導體的主要點通常為Γ，動量為零。

熱性能石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是為止導熱系數最高的碳材料，高於單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱系數也可達600W/mK。

G. 石墨烯是什麼石墨烯有何用途

石墨烯是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體。

主要應用：
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義，它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證，例如電子無視障礙、實現幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的，是它那許多「極端」性質的物理性質。
因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯，就能使塑料具備良好的導電性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料，用於製造汽車、飛機和衛星。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基於已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。
另一方面，新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板，可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外，石墨烯超級電池的成功研發，也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。

制備方法：
石墨烯分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。常見的石墨粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。石墨烯薄膜生產方法為化學氣相沉積法。

特性：
石墨烯具有完美的二維晶體結構，它的晶格是由六個碳原子圍成的六邊形，厚度為一個原子層。碳原子之間由σ鍵連接，結合方式為sp2雜化，這些σ鍵賦予了石墨烯極其優異的力學性質和結構剛性。石墨烯的硬度比最好的鋼鐵強100倍，甚至還要超過鑽石。在石墨烯中，每個碳原子都有一個未成鍵的p電子，這些p電子可以在晶體中自由移動，且運動速度高達光速的1/300，賦予了石墨烯良好的導電性。

H. 石墨烯是什麼

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。

石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和葯物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

(8)什麼是物理法石墨烯擴展閱讀：

石墨烯新團體標准發布，規定相關新產品命名方法。

隨著我國對石墨烯材料的開發和應用探索，以石墨烯材料改性或製造的新產品陸續上市。但部分新產品的名稱存在命名不科學、不準確，有的甚至以石墨烯為賣點誇大石墨烯應用效能，使公眾和下游應用企業對石墨烯相關產品真實性產生懷疑，影響產業健康有序發展。

指南對石墨烯產品的分類、命名原則及方法等進行詳細規定。例如，規定產品名稱描述應以特徵、用途相結合的命名方式，便於消費者辨識。

指南還規定，廠商應主動向社會公示產品相關信息內容，如使用石墨烯材料的基本信息、關於新增性能的第三方檢測報告等。

首次明確了石墨烯的內涵，提出了石墨烯材料等系列相關術語，此次修訂增加了石墨烯相關新知識及新認識，並與國際標準的差異進行對比。

參考資料來源：網路-石墨烯

參考資料來源：新華網-石墨烯新團體標准發布 規定相關新產品命名方法

I. 石墨烯的制備，新材料大功能

導語：社會在不斷地發展，科技的腳步從不曾停下，我們生活的世界裡所有東西都在朝更快速、更便捷的方向發展。科學家們通過一些物理反應或化學合成，製造出不同的材料，以建造更薄運行更快速的產品。石墨烯廣泛運用於電子產品製造，它的制備方法也是多種多樣，本文就為您介紹它的物理制備方法和化學制備方法。

一、物理法制備石墨烯

物理方法通常是以廉價的石墨或膨脹石墨為原料，通過機械剝離法、取向附生法、液相或氣相直接剝離法來制備單層或多層石墨烯。這些方法原料易得,操作相對簡單，合成的石墨烯的純度高、缺陷較少。

取向附生法—晶膜生長

PeterW.Sutter等使用稀有金屬釕作為生長基質，利用基質的原子結構「種」出了石墨烯。首先在1150°C下讓C原子滲入釕中，然後冷卻至850°C，之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面，在整個基質表面形成鏡片形狀的單層碳原子「孤島」，「孤島」逐漸長大，最終長成一層完整的石墨烯。第一層覆蓋率達80%後，第二層開始生長，底層的石墨烯與基質間存在強烈的交互作用，第二層形成後就前一層與基質幾乎完全分離，只剩下弱電耦合，這樣製得了單層石墨烯薄片。但採用這種方法生產的石墨烯薄片往往厚度不均勻，且石墨烯和基質之間的黏合會影響製得的石墨烯薄片的特性。

二、化學法制備石墨烯

目前實驗室用石墨烯主要通過化學方法來制備，該法最早以苯環或其它芳香體系為核，通過多步偶聯反應使苯環或大芳香環上6個C均被取代，循環往復，使芳香體系變大，得到一定尺寸的平面結構的石墨烯。在此基礎上人們不斷加以改進，使得氧化石墨還原法成為最具有潛力和發展前途的合成石墨烯及其材料的方法。除此之外，化學氣相沉積法和晶體外延生長法也可用於大規模製備高純度的石墨烯。

很多我們使用的產品都是合成材料製成的，而這些合成材料是科學家們經過不斷的嘗試通過物理制備或者化學制備的方法製成，使用在生活中，為人們的生活提供了方便。石墨烯是從石墨中提煉出的，而制備的方法是多種多樣，本文為您介紹了石墨烯的物理制備方法以及化學制備方法，希望您對這種材料的制備方法有更多的了解。