石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为×10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是已知载流子迁移率比较高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下,石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm/(V·s)。与很多材料不一样,石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小,50~500K之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm/(V·s)左右。另外,石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到,而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。 氧化石墨烯分散液为棕黑色溶液。湖南石墨烯复合材料
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。 单层石墨烯吸附石墨烯矿用托辊复合材料大量应用于矿山传送机中。
石墨烯导电性能较好,且具有很高的热辐射系数,在散热涂料中添加石墨烯,通过“导热搭桥”机理,涂层的散热面积大幅增加,有助于将热源的热量快速散发。此外,漆膜中的石墨烯,还能够避免因高温造成的涂层耐老化性下降,有助于在高温环境中长期使用。石墨烯辐射的光波波长是3—15微米左右,与人体发射的红外频谱接近,所以,石墨烯能发射的“生命光波”被吸收产生温热效应,能与生物体内细胞的水分子产生***的“共振”,使人体微血管扩张,血液循环加快,促进机体的新陈代谢,提高机体的免疫能力。第六元素研发的“石墨烯重防腐涂料”,率先在国内实现了产业化应用,于2015年通过工信部组织的“科技成果鉴定”,达到“世界先进水平”。该技术目前已在国信、华润、龙源等海上风电塔筒,“京广线”陇海铁路桥梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所进行了试验性涂装。产品主要应用客户有重庆三峡、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江苏道蓬科技有限公司联合完成的 “基于薄层石墨烯的重防腐涂料体系产业化关键技术与工程应用”项目获得2022年度江苏省科学技术三等奖。
石墨烯材料的物理特性优异,还具备很高的强度和韧性,在航空航天电子设备上可以得到运用,石墨烯还具有可以吸收雷达波的特点,应用在隐形战机上会起到很高的提升效果。石墨烯材料在太赫兹雷达中起着十分重要的作用,而太赫兹雷达可以发现隐身战机的身影。大家都知道,美国作为世界***强国,在隐身战机领域的发展处于前列,而隐身战机比较大的特点就是隐身性能十分***,但是在太赫兹雷达面前,这些***的隐身战机都会黯然失色,即便是美国*****的F-35战机,都可能会受到威胁。我国在石墨烯材料方面获得的重大突破,让美国羡慕不已也十分警惕只有自身强大,才不会让自己的国家处于被动。这个重大好消息将会在今年被全面推广应用,成为2020年里我们中国一大科技成就。 氧化石墨烯分散液含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团。
第六元素研发的“石墨烯重防腐涂料”,率先在国内实现了产业化应用,于2015年通过工信部组织的“科技成果鉴定”,达到“世界先进水平”。该技术目前已在国信、华润、龙源等海上风电塔筒,“京广线”陇海铁路桥梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所进行了试验性涂装。产品主要应用客户有重庆三峡、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江苏道蓬科技有限公司联合完成的“基于薄层石墨烯的重防腐涂料体系产业化关键技术与工程应用”项目获得2022年度江苏省科学技术三等奖。石墨烯作为关键材料在防腐涂层发挥的作用尤为明显,其可以有效地阻隔外界环境、腐蚀物质等向金属基材渗透和扩散,并形成致密的保护层,具有防腐效果好,涂层厚度低,附着力高,重量轻,机械性能好,耐盐雾性能较好,寿命长久且成本低等优势,是传统防腐涂料良好的升级替代产品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功应用,将**改善腐蚀耗损对经济发展产生的负面影响,同时也将成为工业防腐涂料的一个崭新的亮点和新的驱动点。 氧化石墨烯(grapheneoxide,GO):一种通过氧化石墨得到的层状材料。吉林石墨烯研发
氧化石墨易于接枝改性,可与复合材料进行原位复合。湖南石墨烯复合材料
去年12月,华为曾推出的石墨烯基锂离子电池引起了巨大的关注,被喻为“黑金子”的石墨烯材质开始展示了其独有的魅力渐渐实现商用。而石墨烯能干的不仅如此,现在又有研究人员采用石墨烯制造OLED电极。实质上,业内人士认为,未来石墨烯有也许在OLED产业上实现大规模应用。石墨烯享有高画质、柔性超薄、高对比、低能耗等特性,它能制作硬度优良、导电出色、柔性触控、超级透明的出色触控面板材质。而这次研究人员用石墨烯制作OLED电极就是一项关键突破。据传媒报导,黏附到OLED的电极大小约为2cmx1cm(1/2英寸x1/4英寸),它采用化学气相沉积(CVD)工艺制造,其中甲烷和氢气被泵入真空室中,铜板被加热到800℃(1,472°F)。这两种气体时有发生化学反应,并当甲烷溶解到铜中时,其在表面上形成石墨烯原子。一旦该层充分形成,使整个设备降温,强加保护性聚合物片,然后化学蚀刻掉铜以显出纯石墨烯的单原子层。Fraunhofer有机电子学,电子束和等离子体技术FEP项目主任BeatriceBeyer博士说,“这是极严苛材质研究和集成的确实突破。虽然这不是个在其结构中用到石墨烯的柔性显示屏,但它引入OLED技术,向全色屏幕和迅速响应时间迈出一大步。湖南石墨烯复合材料