石墨烯碳纳米管小论文

石墨烯碳纳米管小论文

问:碳纳米管有什么用途
  1. 答:贵比黄金、细赛人发的"超级纤维"
问:什么是石墨烯?
  1. 答:‍‍‍‍‍‍
    石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年问世,发现石墨烯的英国曼彻斯特大学诺沃肖洛夫教授凭着这一重大发现而于2010年获得诺贝尔物理学奖!
    石墨烯被誉为“黑金”“新材料之王”,根据已知的信息,石墨烯的厚度是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍,是世界上已知的最轻最薄、最强的材料。科学家预言,石墨烯将“改变21世纪”。
    甚至石墨烯技术极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。一旦石墨烯技术能应用到商业中,将取代煤炭与石油天然气,以及硅,成为提供人类生活所需大多数发电能源的来源!这无疑将彻底颠覆当前的大量产业!
    这标志着不久的将来,所有依靠生产石油赚取收入的国家将面临经济大灾难,石油将无人问津,油价将跌落谷底,中东许多产油国将有可能排队破产!
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  2. 答:‍‍‍‍‍‍‍‍
    石墨时代的说法来自于石墨烯的产生,这是一种新型的纳米材料,2004年,石墨烯被制造出来,两位科学家因此获得2010年的诺贝尔奖。
    石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,同时也是已知的世上电阻率最小的材料,常温下其电子迁移率要比硅晶体高很多。对于大量使用硅原料的IT产业具有重要意义。
    据外媒报道,石墨烯具备颠覆当前所有电子设备的潜质,是“材料的未来和电子行业的救命稻草”。包括三星电子和苹果这样的全球消费电子巨头也开始在石墨烯技术专利中展开角逐。
    报道称,石墨烯是由碳原子以特殊结构排列而成,比其他任何材料都具备更好的导热、导电特性。更令人称奇的是,它不仅是世界上最硬的材料,而且柔韧性也最强。厚度只有一层碳原子的石墨烯被称为“奇迹材料”。
    石墨烯可以变革电子行业,催生灵活多变的设备、超动力的量子计算机、电子服装及可与身体细胞交流的计算机。
    由于石墨烯可以让电子产品的屏幕更清晰且具备柔性特质,这些产品将比以往采用硅材料的设备更薄、更快、更便宜。另外,续航时间长的电池也可具备防水性能。
    石墨烯可浸入液体不被氧化,这一点与其他导电材料完全不同。
    石墨烯研究正在向让电子产品与生物系统融合的方向转变。换句话说,石墨烯产品可以植入。
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  3. 答:‍‍‍‍
    石墨烯是将如同苯环一样、由6个碳元素组成的六角形在二维平面上相互连接形成的六连环薄片。也叫石墨烯薄片。将这种薄片卷成筒状就是碳纳米管,多层层叠就是石墨。 石墨烯薄片的上下有π电子离域。就石墨而言,电子通过与层叠的相邻薄片的π电子重叠,进一步离域,趋于稳定。就碳纳米管而言,石墨烯薄片呈圆筒构造,变成单层时,其曲率进一步减小,允许的电子状态只有几个,因此具备量子效应。 由此可见,石墨烯是介于石墨和碳纳米管之间的材料,不过近年石墨烯本身备受关注。从2006年开始研究论文急剧增加,作为形成纳米尺寸晶体管和电路的“后硅时代”的新潜力材料,在美国研究尤其活跃。
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问:石墨烯,碳纳米管和富勒烯的异同点
  1. 答:石墨烯,碳纳米管和富勒烯的异同点
    石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同,是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(b crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)仅为1.42Å。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外,石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元:石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
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