最近石墨烯地暖火了,它到底能干啥

石墨烯 到底有多神奇?
如果要说现在什么新装备最火,大家都会想到无人机,机器人,如果是什么新工艺最火,那无疑是3D打印。如果说新材料?很多人会想到“石墨烯”。根据已知信息,它的厚度仅为头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍,是世界上已知最薄最轻最强的材料。石墨烯到底是何方神圣?
责编:刘禛石墨烯那么火,你了解它多少?_中国航天科技集团公司
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石墨烯那么火,你了解它多少?
来源:中国航天报·飞天科普周刊 &&&&日期:&&&&字体:【】【】【】
10月23日是我国国家主席习近平访英之行的最后一天。当天,习主席参观了英国曼彻斯特大学的国家石墨烯研究所,并指出,在当前新一轮产业升级和科技革命大背景下,新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导, 中英在石墨烯研究领域完全可以实现&强强联合&。这一表态引起了外界对石墨烯材料的高度关注。那么,什么是石墨烯材料?石墨烯材料在航天领域中又有什么用途?全能材料用处大石墨烯,这个让大部分人都感到陌生的名字,却是全球科学家都在竞相研究的课题。它是由碳六角网状构成的二维平面材料(即单层石墨层片),其家族还包括石墨烯衍生材料,即以石墨烯为功能体与其他材料复合或在其他材料辅助下形成的材料。用更通俗的说法就是,这是一块有望让&薄得像纸一样的透明手机&、&1分钟充完电的电池&、&像衬衣一样的防弹衣&等科幻产品变成现实的&点金石&。石墨烯看上去是材料界的&新生力军&,其实它是饱经沧桑的&老者&。说其古老,是因为石墨烯一直作为天然石墨(尤其是鳞片石墨)的基本单元而广泛存在于自然界中,已经有上万年的历史。让石墨烯焕发年轻活力的是曼彻斯特大学的科学家安德烈&盖姆和康斯坦丁&诺沃肖罗夫。2004年,他们将其作为一种材料的概念分离出来,发现石墨烯是目前唯一的能够单独存在的二维晶体材料,两人因此还获得了2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯非常薄,被认为是世界上最轻的材料,具有极大的强度、导电性、导热性等性能:石墨烯的强度高达130季帕,比最好的钢材还要强上百倍;弹性很好,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。石墨烯的硬度比莫氏硬度达10级的金刚石还要高,但却又有很好的韧性,可以弯曲。此外,石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中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。石墨烯的热导率也非常高,是世界上导热性能最好的材料。石墨烯将成为航天的宠儿石墨烯优异的性能决定了其具有广泛的应用价值。石墨烯目前最有潜力的应用是代替硅制造超微晶体管,用来生产超级计算机。据分析,用石墨烯制备的计算机处理器的运行速度将会提高数百倍。这种超级计算机可以为航天飞行器力学、流体、气动、材料等计算提供更为高效的技术手段,提高飞行器设计、材料研发的进程。此外,利用石墨烯材料生产具有超高导热特性的柔性薄膜,这种材料可以用于航天飞行器仪器舱高功率电子器件部位的热管理系统,用于控制关键电子器件的工作有效性。将石墨烯材料加入塑料、复合材料、金属等材料中,可以大幅提高现有材料的力学性能、热物理性能,从而为航天飞行器的轻质化或高载荷化提供高性能材料。利用石墨烯和碳纳米管形成的新型超轻质泡沫材料,作为航天温控系统热耗散型相变储能用高导热骨架材料也具有一定的应用潜力。另外,石墨烯材料在大容量快速充电锂离子电池、超级电容器、光电传感器、柔性触摸屏、基因测序、超坚韧防弹衣、光调制器、太阳能电池、光驱动等领域也得到了应用开发,均获得了可喜的成果,一些研究成果也可以为航天提供直接或间接的应用。前景广阔但还未成熟石墨烯材料作为一种&全能&材料所表现出的各种超级性能,为人类探索科技极限从理论走向了现实。大规模的石墨烯开发和应用必将极大改变我们的现有认知,对电子、能源、材料、航空、航天、机械等诸领域将产生深刻影响。虽然石墨烯材料应用前景广阔,但它的应用开发才刚刚起步,诸多关键问题(如大面积、高质量石墨烯制备问题、石墨烯快速高效转移问题等)还有待解决。总之,石墨烯材料前景广阔,人类仍然在启程的路上,石墨烯材料应用将引领以航天为代表的诸多技术拥抱更美好的明天。(李同起 杨蕾)
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石墨烯概念股还能火多久?
日 02:29来源:
石墨烯概念股还能火多久? 专家认为:中线机会大 短线有风险近期A股石墨烯概念股十分火爆,龙头股中国宝安上周四涨停,本周一再度涨停,带动相关概念股飙升,方大炭素巨单封涨停,并创下历史新高。什么是石墨烯概念股?后市还有多大机会?国都证券武汉营业部首席分析师侯波分析说:近日,在美国纳斯达克交易的石墨烯概念股CVD设备公司股票上市后大幅飙升。如在美国纳市交易的高科技材料和设备生产企业——CVD设备公司短短两个交易日,公司股价飙涨30%。市场人士认为,CVD股价飙升的最大动力,来自其从去年开始涉足的石墨烯业务。石墨烯是一种很前沿的材料,是迄今为止世界上强度最大的材料,也是世界上导电性最好的材料,电子在其中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。作为一种新型高科技材料,石墨烯具有超薄、强韧、稳定、导电性好等诸多现有材料无法比拟的优点,可被广泛应用于各领域,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等,也被业内人士喻为半导体的终极技术。中山证券武汉营业部首席分析师刘震具体分析说:近期炒作的石墨烯概念股有中国宝安、*ST东碳、方大炭素、中钢吉炭等。但实际上只有中国宝安下属的子公司真正生产出相关产品。公司上月20日公告,控股子公司深圳市贝特瑞材料已完成石墨烯制备工艺的小试,正在进行中试,并已提交了该产品相关技术的发明专利申请一项。尽管公司强调目前还“无法预测该产品对公司未来销售收入的影响程度”,但该消息还是引发了市场的广泛遐想,掀起了炒作热潮。刘震也提醒:石墨烯概念股虽然中长线走势乐观,但短线涨幅过大,孕育了一定的风险,本周可能会出现宽幅震荡,建议股民不宜追高,可逢低介入。记者 王子建
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一篇文章看懂最近很火的石墨烯
导读石墨烯是近年来的热点材料,热点话题,但是很多人仍对石墨烯的概念懵懵懂懂。为此,本文特地整理了由华侨大学陈国华教授团队编写的《石墨烯科普问答》,希望对大家有所帮助,也欢迎对石墨烯感兴趣的人来电、来函进行交流。一、概念、制备与结构篇1什么是石墨烯?答:将石墨的层状结构无限剥离,直到原子级厚度,该薄层碳材料的性质与原来的石墨有极大的不同(电子运动性质发生重大变化),该薄层碳材料取名石墨烯。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,成功地从石墨中剥离出石墨烯,并表征了它的性质,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。2石墨烯和石墨在结构上有什么区别?答:石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的。当把石墨片层剥成单层之后,这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。3石墨烯可以分为哪几类?(提示:以层数来划分)答:单碳层石墨烯、双碳层石墨烯、多碳层石墨烯(3-10层)。4单层石墨烯的厚度是多少?答:0.335 nm,大约是头发丝的二十万分之一。5石墨烯主要是由什么元素组成的?答:碳元素。6石墨烯和石墨最本质的区别在哪里?答:电子性质发生了改变,因此其许多性质都不同。7石墨烯、碳纳米管、炭黑在结构上有什么区别?答:微观上石墨烯为二维薄片状,碳纳米管为一维线状,炭黑为零维粒子状。8石墨烯与石墨的关系是什么?答:石墨由很多层石墨烯构成;石墨一层一层剥离就变成石墨烯。9石墨烯最早是如何被制备、发现的?答:利用胶带剥离法从高定向裂解石墨块中剥离得到的。&10铅笔在纸上轻轻划过留下痕迹是否有可能含有单原子层石墨烯?答:可能。铅笔芯材料为石墨材料,在纸上划过,将发生碳层的剥离。11石墨烯制备方法目前主要有哪些?答:机械剥离法、CVD法、化学氧化还原法、插层剥离法等。12氧化石墨烯用Hummer法制备需要哪些化学物质?答:浓硫酸、高锰酸钾、蒸馏水、双氧水等。13石墨烯利用化学氧化还原法制备有哪些优缺点?答:优点:可以大规模制备氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、其中氧化石墨烯水溶性好、利用其可进行化学接枝改性;缺点:制备得到石墨烯缺陷大、破坏了石墨烯原有的结构、大量使用强酸和强氧化剂,易造成环境污染。14机械剥离法制备石墨烯有哪些优缺点?答:优点:易于量产、操作简单;缺点:一些参数尚不易控制。15CVD法制备石墨烯有哪些优缺点?答:优点:可以制备高质量的石墨烯薄膜;缺点:量产转移等成本较高,工艺条件还需进一步完善。&二、性能与应用篇16石墨烯具有哪些特殊性质?为什么成为21世纪的明星材料?答:目前发现的结构完整的单碳层石墨烯强度很高、导电、导热性能极好,应用前景广阔。17石墨烯在哪些领域具有潜在应用?答:石墨烯具有很好的导电、导热性,强度高,比表面积大,预期在计算机芯片、电子材料、导热材料,高性能复合材料、环境处理、催化剂载体等领域具有潜在应用。18石墨烯耐温吗?答:石墨烯的主要成分是碳,并且具有稳定的晶格结构,比一般高分子材料的耐热温度还高。19石墨烯在锂电池上的应用是什么?答:锂电池导电添加剂,可以提高锂电池的充电速度和综合性能。20石墨烯与铅酸电池有何关系?答:石墨烯有望应用于铅酸电池内的电极材料,替代原来的石墨材料,提高综合性能,等等。21石墨烯目前在手机上主要有哪些应用?答:石墨烯触摸屏、电池和导热膜22石墨烯在塑料改性方面可以有哪些作用?答:提高塑料的强度、模量、表面光泽性、表面硬度、改善塑料的抗静电性能、提高塑料的导热、散热性能,等等;23石墨烯在橡胶改性方面可以有哪些作用?答:提高橡胶的耐磨性能、散热性能、抗静电性能等。24石墨烯在涂料领域可以有哪些作用?答:利用石墨烯的导电性、阻隔性提高涂料的阻隔性能、防腐性能。可以制备电磁屏蔽涂料、抗静电涂料等。25石墨烯在油墨方面可以有哪些应用?答:可以制备导电性油墨,用于导电线路印刷等。26石墨烯在物联网领域可以有哪些应用?答:可以制备导电油墨,用于印刷电路如用于条码、射频识别即RFID制作等。27石墨烯在LED灯具领域可以有何应用?答:利用石墨烯的高导热性能,制备散热材料,用于LED灯具散热等。28石墨烯在服装面料可以有哪些应用?答:利用石墨烯电学、热学或其它功能,通过添加、植入等手段,使面料赋予相关功能。29石墨烯在环境保护领域可以有哪些应用?答:利用石墨烯的高比表面特性,用于吸附水中污染物。利用石墨烯的可成膜性制备过滤材料用于水质处理。利用石墨烯制备的传感器,可以检测环境中微量物质。30石墨烯在汽车配件行业可以有哪些应用?答:利用石墨烯的力学性能特性,制备高性能复合材料,用于汽车配件,也可以用于汽车轮胎。31石墨烯在电子行业可以有哪些应用?答:利用石墨烯的超薄性与导电性,制备超薄导电材料,替代一些导电配件,可以降低成本,减小重量,缩小体积、提高性能等。32石墨烯在医疗卫生领域可以有哪些应用?答:石墨烯可以作用各类传感器件,用于各种医疗检测等。33石墨烯在军工材料领域可以有哪些应用?答:石墨烯可以制备高强度复合材料用于防弹材料;可以制备轻便高导电材料用于电磁屏蔽或吸波材料等;或制备高强度复合材料用于其它军工器械。34石墨烯在润滑油领域有何应用?答:在润滑油中添加极少量的石墨烯,可以大幅度提高润滑油的综合性能。35石墨烯在护肤品有何应用?答:石墨烯用于护肤品,能深度清洁吸附皮表污垢、色素,滋养肌肤,焕颜再生。如全都爱研发的石墨烯洗面奶、石墨烯黑金活肤面膜等。36石墨烯还在哪些领域可能具有潜在应用?答:利用石墨烯的导电、导热、高强度、超薄性可以在很多领域替代传统材料,具体应该考虑其性价比等因素。&三、市场与政策篇37石墨烯目前的市场价格如何?答:目前石墨烯无论是薄膜产品或粉体、分散液产品都处于有限规模的研发生产阶段,价格较高,如粉体价格在1000元/公斤左右。随着应用市场的打开,生产规模扩大,石墨烯可以与普通纳米材料一样,价格上具有竞争力。38目前,有哪些全国性石墨烯组织?答:中国石墨烯产业技术创新联盟,成立于2013年7月。39目前,国家对石墨烯产业是否有标准制定?答:日,《石墨烯材料的术语、定于及代号》国家标准(征求意见稿)在中国国家标准管理委员会官网正式公布。40国家对石墨烯有哪些相应政策?答:日,中国工业和信息化部、国家发展改革委、科技部印发《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,提出到2020年,形成完善的石墨烯产业体系,实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化。&来源:本文部分内容转载自新材料在线,如有涉及版权等问题,请联系我们以便处理。
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