石墨烯特性及其在导电领域中的应用.pdf

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1、科技论坛民营科技2017年第4期31石墨烯特性及其在导电领域中的应用马红雷（永城职业学院机电工程系，河南永城476600）摘要：石墨烯，属于纳米材料，目前被称为材料界的“黑金”，它集导电/导热性最好、最强韧、最薄等许多优异性能于一体，是目前材料界的研究热点。阐述了石墨烯的优异特性，综述了电学领域中石墨烯的应用现状。关键词：石墨烯；导电领域；特性；应用2004年，英国曼彻斯特大学物理学家Novoselov等在实验中用极性能得到很大程度的提高，故超级电容器最完美的电极材料是微机械剥离法成功的得到石墨烯薄片层，然后又第一次研制出在石墨烯基

2、体的复合材料。室温下能独立稳定存在的单层自由态石墨烯，并因此斩获2010年2.2石墨烯在传感器材料领域的应用。1）石墨烯气敏传感器。巨的诺贝尔物理学奖。以上发现震惊了科学界，在全球刮起了一场大的比表面积使得石墨烯对周围环境极其敏感，即便是石墨烯表“石墨烯热”，我国也在《新材料产业“十三五”发展规划》中着重强面吸附或释放一个气体分子，其自身的电荷密度就会马上变化，调要把石墨烯这个前沿新材料作为重点发展对象。进而影响其电导率，石墨烯立即就能检测到其表面气体分子的吸1石墨烯概述附或释放情况，故气体分子探测器/传感器可以使用石墨烯晶体1.1

3、石墨烯的结构。以蜂窝状有序排列的平面碳原子层层堆叠后管。2）石墨烯味敏传感器。把纳米材料与石墨烯结合形成石墨烯就构成了俗称的“石墨”，把层间作用力很弱的石墨相互剥离后得复合材料，可以增强石墨烯的导电性能，改善其电化学效应，并可石墨片，再把石墨片剥成只有一个碳原子厚度的单层就制备成了应用于第三代电化学生物传感器中。3）石墨烯应力应变传感器。“石墨烯”（厚度仅为0.335nm，是世界上最薄的材料）。石墨烯由稳Sang-HoonBae等研制出了石墨烯应力应变传感器。他们把石墨定的正六边形晶格组成，拥有完美的二维晶体结构，每一个C原子烯用反

4、离子刻蚀技术刻印在透明塑料基板上，然后测试在应力作以sp2杂化的σ键与相邻C原子共同组成正六边形。用下其压缩电阻的变化情况，根据电阻的变化情况进而去推断其1.2石墨烯的特性。本文仅论述能代表石墨烯材料的、自由态下所受应力的大小。这为石墨烯在应力应变传感器方面的应用打开的单层石墨烯的性能。1）石墨烯的电学性能。石墨烯特殊的结构了一扇大门。4）石墨烯湿度传感器。在某些对干燥度有特定要求决定了其拥有很多神奇的、优异的物理性能，而电学性能是其目的场合需要用到湿度传感器。Wang-DeLin等把聚吡咯复合材料前研究应用最广的一种性能。其电导率

5、为106S/m，电子传输特性和10%石墨烯混合研制出了一种湿度传感器。实验说明，该传感器好，是目前为止所发现的在室温下导电性能最好的材料。2）石墨的湿度敏感极限＜0.16%、响应时间为11s、恢复时间为19s，这些数烯的光学性能。因为石墨烯具有零带隙的特殊结构，理论上认为据说明，石墨烯在湿度传感器方面有更大的探索空间。5）石墨烯石墨烯对所有波长的光都无选择性吸收，被称为“光学透明”导酶传感器。H2O2虽然是很好的消毒产品，但若误食有致癌风险，损体。Nair等科研人员证实，单层石墨烯样品的透光率为97.7％。把石坏身体内部器官，采用过

6、氧化氢酶便可水解H2O2的有毒物质，所以墨烯作为液晶显示器的透明电极来替代现在的液晶显示材料中过氧化氢酶传感器横空出世。的稀有金属铟极有可能研制成功。由于石墨烯对光还具有可饱和2.3石墨烯在电磁波吸收材料领域的应用。战术防突手段是现代吸收特性，能扩展应用于激光锁模技术领域。除此之外，Li等人研战争中最关键的部分，而研制高性能轻型微波吸收材料是目前武究发现，石墨烯载流子占据控制级别的最高能级，其光学传导率器装备中最核心的技术手段。石墨烯因其优异的导电、导热性能可达两倍费米能级，此特性可以应用在超快光子学领域。3）石墨和较大的比表面积，

7、会对微波有较大的电损耗，是一种吸收微波烯的力学性能。因石墨烯具有特殊的正六边形晶格结构，所以其的新型材料。而传统的铁磁性纳米物质会对微波产生较大的磁损韧性和弹性模量都很大。石墨烯中C-C原子间力常数在1～5N/m之耗，将其与石墨烯混合后所得石墨烯复合材料可同时对微波产生间；石墨烯的弹性模量为1.1TPa；其抗拉强度也为当前材料中最大较大的磁损耗与电损耗。该石墨烯复合材料是一种新型微波吸收的，为125GPa，约为优质刚的100倍，硬度高于钻石。研究表明，每材料，符合现代武器装备对吸波材料“轻、薄、强、宽”的标准。100nm的石墨烯层片

8、可承受的最大压力为2.9N，是目前人类发现2.4石墨烯在电磁屏蔽材料领域的应用。现在是处于信息化战争的力学性能最好的材料之一。4）石墨烯的热学性能。在室温下，时代，电磁波的泄露和干扰或许会左右一场战役的成败，所以想石墨烯的导热率为50