石墨烯材料的特点，石墨烯材料优势以及应用范围

自2004年安德烈海姆教授和科斯佳诺沃谢洛夫研究员首次制备石墨烯以来，石墨烯材料一直受到全世界科学家的广泛关注。石墨烯的结构和特征已成为研究的焦点，并受到人们的广泛关注。石墨烯的结构毫无疑问，石墨烯是继纳米碳管和富勒烯鲍尔之后的又一伟大发现。在股市中还有石墨烯概念股。

石墨是三维（或三维）层状结构。石墨晶体中间层之间的距离为340pm，由范德华力组合而成，即各层属于分子晶体。但是由于同一个平面层上的碳原子之间的键很强，极难破坏，所以石墨的熔点也很高，化学性质也很稳定。其中层是石墨烯石墨烯，是由单层碳原子组成的六角形蜂窝状二维结构，可以包裹形成零维的富勒烯，也称为巴基球或巴基球，这是1985年发现的继金刚石和石墨之后的第三种碳晶体形式。

卷起形成一维纳米碳管（碳纳米管是石墨结构的孔隙材料，按照一定规则卷曲形成纳米级管状结构），层层堆叠形成三维石墨。石墨烯的结构和特性石墨烯纯石墨烯的特性是一种只有一个原子厚度的晶体，超薄、超强、超级导电。石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，这有助于石墨烯在高性能纳米电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器和储能等方面得到广泛应用。科学界认为，石墨烯以其无与伦比的特点和优势，很有可能在未来取代硅作为半导体材料，具有非常广阔的应用前景。

石墨烯的几个显著优势如下：

1.当应用于非碳材料时，石墨烯是有利的碳基底。使用方便，比表面积大，更容易实现其他活性成分在其表面的杂化和均匀分布，大大提高了这些成分的利用率。此外，利用石墨烯可以很容易地在两个活性粒子甚至整个电极之间建立起一个互连的导电网络，这种网络有助于提高电极的循环稳定性。

2.通过在装置中使用石墨烯代替传统的碳材料，可以实现高体积能量密度。石墨烯为高体积能量密度器件的组装提供了潜在的解决方案。

3.柔性石墨烯有望制造柔性储能装置。利用石墨烯及其元件可以制备出高柔性的集流体，为我们提供了一种替代脆性金属集流体的方法。此外，利用石墨烯，可以制备集成柔性电极，这有助于解决集流体活性材料在反复弯曲过程中的分离问题。

尽管石墨烯材料在电化学储能器件的应用中具有诸多优势，但其实际应用尚未完全实现，仍然存在一些严重的问题。正是这些亟待解决的问题，导致目前石墨烯材料在许多实际应用中受到阻碍。为了解决现有的挑战，需要通过理论计算和实验研究做出更多的努力。相信在未来几年内，石墨烯材料的实际应用会有进一步的突破，这将推动储能器件的革命性进步。

1.制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知的最好的导电材料，特别适用于高频电路。石墨烯将成为硅的替代品，硅可用于生产未来的超级计算机，使计算机运行更快，降低能耗。

2.缆线制造“太空电梯”。科学家们幻想未来太空卫星将由缆线与地面相连。到那时，卫星将成为有线风筝。现在科学家们终于找到了一种特殊的材料，可以制造这种太空缆线，也就是石墨烯。

3.它可以用作液晶显示材料。

4.制造新一代太阳能电池。

5.制造光子传感器。

6.制造医疗消毒产品和食品包装。中国的研究人员发现，细菌细胞不能在石墨烯，生长，而人类细胞却没有受到损害。石墨烯的这一特性可以用来制作绷带、食品包装、抗菌服装、床上用品等。

7.创造“新超级材料”。石墨烯，与塑料复合，因其韧性、超薄、超软和超轻而成为下一代新型塑料。

8.石墨烯适合制作透明触摸屏和透明板。

9.制造这种晶体管的集成电路石墨烯可以替代硅作为下一代超高频晶体管的基本材料，并且它被广泛应用于高性能的集成电路和新型纳米电子器件中。

10.制造薄如纸片的超轻飞机材料和超韧防弹衣，有军事用途。