石墨烯是什么材料

石墨烯是一種由碳原子以sp雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，既有石墨的特征，又有烯烴的特征。是石墨的單層結(jié)構(gòu)，其具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。

石墨烯的種類

石墨烯材料的種類比較多，具體可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為以下幾種：

1、單層石墨烯

單層石墨烯是指由一層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的一種二維碳材料。

2、雙層石墨烯

雙層石墨烯是指由兩層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。

3、少層石墨烯

少層石墨烯是指由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。

4、多層石墨烯（厚層石墨烯）

多層石墨烯指厚度在10層以上10nm以下苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。

石墨與石墨烯的不同點(diǎn)

石墨和石墨烯聽(tīng)起來(lái)像是一回事，實(shí)際上石墨烯其實(shí)就是石墨的單層結(jié)構(gòu)，只要將石墨烯一層層疊起來(lái)那就是石墨了，厚度約1毫米的石墨大約包含300萬(wàn)層石墨烯，他們二者之間的區(qū)別還是有很大差異的，具體如下：

1、結(jié)構(gòu)不同

石墨是無(wú)機(jī)物，而石墨烯是有機(jī)物。其次石墨烯和石墨確實(shí)存在一些差異，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上是稍有不同的，石墨烯可以看成是單層的石墨，而石墨則是由多層的石墨烯疊加而成的。

2、厚度不同

石墨片厚度比石墨烯厚，石墨烯是單層碳原子，石墨可以看成是由多層石抄墨烯一層層疊加起來(lái)的，氧化石墨是將石墨通過(guò)強(qiáng)氧化劑氧化，表面生成羥基、羧基等官能團(tuán)，將氧化石墨超聲分散后，由于超聲波的振蕩，分散作用很容易將氧化。石墨是天然的，本質(zhì)上是由多層石墨烯堆疊形成的。

3、性能不同

石墨和石墨烯在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、透光性以及硬度等方面都有較大區(qū)別，石墨烯的性能相對(duì)來(lái)說(shuō)更優(yōu)。

4、應(yīng)用不同

石墨烯應(yīng)用于光電產(chǎn)品領(lǐng)域、能源技術(shù)領(lǐng)域、功能復(fù)合材料、微電子器件、生物醫(yī)藥和傳感器領(lǐng)域。石墨應(yīng)用于作耐火材料行業(yè)、光伏行業(yè)、高溫冶金行業(yè)、用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè)。

石墨烯的發(fā)展前景

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨烯有望在諸多應(yīng)用領(lǐng)域中成為新一代器件，為了探尋石墨烯更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，還需繼續(xù)尋求更為優(yōu)異的石墨烯制備工藝，使其得到更好的應(yīng)用。

石墨烯雖然從合成和證實(shí)存在到今天只有短短十幾年的時(shí)間，但是已成為今年學(xué)者研究的熱點(diǎn)。其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)促使研究人員不斷對(duì)其深入研究，隨著石墨烯的制備方法不斷被開(kāi)發(fā)，石墨烯必將在不久的將來(lái)被更廣泛地應(yīng)用到各領(lǐng)域中。