分享到:

全球涌动石墨烯热 产业前景十分诱人

超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、太空电梯……被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承载着人们的无数想象。世界主要国家均高度重视发展石墨烯相关产业,期待它带来巨大的市场价值2014年底,西班牙石墨烯公司同科尔多瓦大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的3倍,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。该公司已与德国四大汽车公司中的两家进行联合测试,计划在2015年将该电池投入生产。2014年10月,美国麻省理工学院研究人员发现,揉皱的石墨烯纸可用于制备易弯曲、折叠或拉伸到其原始大小800%的超级电容器,且揉皱—平复1000次其性能也不发生明显降低。石墨烯的发现者可能未曾预料到它的研发会有如此迅猛的突破。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过简单的“机械剥离法”,利用“胶带”从石墨表面“撕”出单层的石墨——石墨烯。2010年诺贝尔物理学...  (本文共3页) 阅读全文>>

《科学通报》2014年33期
科学通报

石墨烯片层孔道设计及其结构调控

新世纪优秀人才支持计划(NCET-10-0050)和教育部博士点基金(20122304110020)资助石墨烯是一种由sp2杂化碳原子构成的单层碳纳米材料[1,2],具有高的理论比表面积(2630 m2/g)、优良的导热性能(5000 W/(m K))、良好的电子迁移率(15000 cm2/(V s))和优越的力学性能(1060 GPa),已成为了化学、材料等领域的研究热点[3],将在复合材料、电子器件、能源储存和吸附分离等领域具有广泛的应用[4,5].与结构完整的石墨烯晶体相比,在石墨烯sp2杂化碳层表面人为地构筑纳米级的孔道形成多孔石墨烯(也称为石墨烯筛(graphene nanomesh)),将赋予其与石墨烯完全不同的性质,并拓展其功能与应用.例如在石墨烯表面制造纳米级的孔洞,使晶界边缘的空位缺陷和拓扑缺陷增加,可以诱导磁矩进而产生磁性[6],而通过对孔的大小和密度控制可以制备分子级别的过滤膜实现气体或液体的选择性过滤[7...  (本文共7页) 阅读全文>>

《硅谷》2014年21期
硅谷

基于紧束缚模型的双层石墨烯能带结构

石墨烯是由碳原子紧密堆积形成的平面六角晶格结构的二维材料,由于其具有丰富的物理和化学性质,而广受关注[1-3]。石墨烯在电子元件、晶体管、透明触控屏幕、光板、太阳能电池等领域具有潜在的应用。单层石墨烯的价带和导带交于狄拉克点,在狄拉克点附近,具有线性的色散关系。双层石墨烯同样是零能隙材料,但在狄拉克点附近是抛物线型色散关系。实验和理论都证明在双层石墨烯中外加垂直平面的电场会出现0.1-0.3e V的能隙[4-5],这意味着双层石墨烯在电子及光电子工业中具有巨大的潜在应用。本文从紧束缚模型出发,推导了双层石墨烯在动量表象形式下的哈密顿矩阵,计算了能带,分析了双层石墨烯中三种层间跃迁对能带结构的影响,本文的推导及分析对双层石墨烯的实际应用具有一定的意义。1晶体结构和布里渊区单层石墨烯原子堆积形式是六角蜂窝状结构,如图1左侧所示,每个原胞包含A、B格点两个碳原子,其实空间晶格基矢可取为?3,3?,?3,3?2 2a a???1 2a ...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 《硅谷》2014年21期
《化工时刊》2014年11期
化工时刊

中国石墨烯标委会成立

在日前于江苏省泰州市召开的中国石墨烯标准化论坛上,中国石墨烯标准化委员会正式成立,并召开了第一次工作会议。石墨烯标委会有委员52人,其中长江学者2人,国家杰出青年科学基金获得者8人,国家优秀青年基金获得者6人,国家“青年千人计划”10人,新世纪优秀人才支持计划5人,基本涵盖了国内从事石墨烯相关工作的主要专家、学者及...  (本文共1页) 阅读全文>>

《广州化工》2014年23期
广州化工

石墨烯及其复合材料的研究进展

石墨烯是一种二维六角形晶格的碳原子的sp2杂交紧密堆积形成的特征碳材料的蜂窝结构,具有极佳的特性,约1 100 GPa模量,断裂强度约130 GPa,密度仅2.2 g/cm3,约2×104cm2的电子迁移率、最高可达2 630 m2/g的比表面积,预示着未来十年二十年将会是石墨烯的时代[1-4]。迄今为止,石墨烯已经广泛应用于电子科技、量子物理和化学材料等各方面,且已经应用于太阳能电池、催化剂载体、航天器的机身、防弹衣以及代替硅和铜在导体和半导体中的应用。近些年,如石墨烯薄膜、气凝胶之类的二维、三维材料已有大量的研究,但是关于石墨烯一维材料却少有涉及,这是由于石墨烯的自身性质导致了其有序排列较为困难。但是关于石墨烯与其他材料复合纤维的研究还是相对火热,制备其复合纤维常常会用到静电纺丝法[5-8]。因此,本文针对石墨烯及其复合材料的研究现状进行了简述,评论了石墨烯复合纤维的性能,并展望了其应用领域与发展前景。1石墨烯/氧化石墨烯的...  (本文共3页) 阅读全文>>

《化工新型材料》2014年11期
化工新型材料

氧化石墨烯的还原研究进展

石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种炭质新材料,因其具有优异的光、电、热和力学等性能而引起研究人员的广泛关注[1-2]。现众多制备石墨烯方法中,氧化-还原法是最有可能实现大规模生产的方法。氧化石墨烯(GO)同石墨烯一样,具有典型的二维结构,其表面有大量的含氧官能团(羧基、羟基、醚基、羰基和内酯等),可以溶解在水和各种有机溶剂中,同时可以跟其他物质发生反应,赋予其独特的性质。但含氧官能团的存在破坏了其共轭结构,使其不再具有优异的导电等性能[2]。因此,为了去除氧化石墨烯表面及边缘的含氧官能团、恢复其共轭结构,提高其电、光等性能,当前大量研究人员把重点放在了其还原方法与机理的研究与探索方面。1还原方法及机理目前还原GO的主要方法有:化学还原法、电化学还原法、热还原法、微波剥离法和联合多步还原等。1.1化学还原法化学还原方法是目前研究最多的一种还原方法。目前化学还原GO方法有肼及其衍生物还原、维生素...  (本文共3页) 阅读全文>>