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石墨烯-核心性能与发展历程
资料介绍
一、石墨烯的基本定义与结构
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是目前已知的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。它实际上就是石墨的单原子层，普通石墨是由一层层石墨烯堆叠而成，层与层之间的结合力仅为34meV，很容易剥离出单原子层的石墨烯。
从结构上看，石墨烯中每个碳原子之间的连接柔韧，碳原子排列方式和苯环上的碳原子排列方式一致，每个碳原子都是四价，和周围三个碳原子形成三个sp²杂化共价键，剩下的一个p电子可以自由移动，赋予了石墨烯优异的导电性能。这种独特的二维结构也让石墨烯拥有了许多传统材料不具备的特殊性质。
二、石墨烯的发展历程
石墨烯其实并不是人类“发明”出来的新材料，自然界中就存在石墨烯，只是一直以来都很难制备出稳定的单原子层石墨烯。早在19世纪，人们就已经对石墨的层状结构有所认知，当时就有科学家提出过单原子层碳的存在可能性，但一直认为这种单层二维结构在常温常压下无法稳定存在。
直到2004年，英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov），用一种最简单的方法成功从石墨中剥离出了单原子层的石墨烯：他们用机械剥离法，将高定向热解石墨粘在透明胶带上，不断对折胶带撕开石墨，最终得到了只有一层碳原子厚度的石墨烯，并且成功观测到了它的稳定结构。这项突破性成果让两人共同获得了2010年诺贝尔物理学奖，也正式开启了全世界对石墨烯的研究热潮。
在这之后，石墨烯的制备技术不断发展，从最初的机械剥离法，逐渐发展出化学气相沉积法（CVD）、氧化还原法、溶剂剥离法、外延生长法等多种制备方法，能够制备出面积更大、纯度更高、成本更低的石墨烯材料，为石墨烯的产业化应用打下了基础。
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| 1784774693石墨烯-核心性能与发展历程.docx | 16K |
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