石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵,并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子,其中3個(gè)電子生成sp鍵,即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí),石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3,每?jī)蓚€(gè)相鄰碳原子間的鍵長(zhǎng)為×10米,鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外,每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似),因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s),這一數(shù)值超過了硅材料的10倍,是已知載流子遷移率比較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下,石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣,石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小,50~500K之間的任何溫度下,單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外,石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場(chǎng)作用改變化學(xué)勢(shì)而被觀察到,而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)。湖南石墨烯材料
石墨烯電池真的如此厲害嗎?我們也無法知道,作為一個(gè)新興產(chǎn)物,或許大家都對(duì)它抱有很大期望,但是我們必須要清楚,石墨烯電池仍是處于實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)物,技術(shù)目前難以突破,是否能夠量產(chǎn)依然未知。正道汽車目前有六款概念車,其中都是搭載了正道集團(tuán)開發(fā)的增程電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),簡(jiǎn)單來說就是使用動(dòng)力源去發(fā)電驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)車輛,同時(shí)還可以充電使用。不同的是,正道汽車所搭載的動(dòng)力系統(tǒng)不是采用普通的發(fā)動(dòng)機(jī),而是采用微型渦輪發(fā)電機(jī)來發(fā)電,電池更是采用了正道集團(tuán)宣傳的超級(jí)電池,都采用了石墨烯技術(shù),不過車展上電池并沒有展示出來。根據(jù)外媒消息,正道H600**快在明年,也就是2019年推出量產(chǎn)版本,或許那時(shí)我們可以一睹所謂石墨烯電池真的是否如此厲害。湖南石墨烯材料利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜,導(dǎo)熱系數(shù)高。
大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ),發(fā)展簡(jiǎn)單可控的化學(xué)制備方法是一種方便、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長(zhǎng)期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾包括:將石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性、摻雜、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,發(fā)展出石墨烯及其相關(guān)材料(grapheneandrelatedmaterials),來實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用。石墨烯的表面化學(xué)性能:由于石墨烯晶體獨(dú)特的原子和電子結(jié)構(gòu),氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現(xiàn)出許多特有的現(xiàn)象,這將為表面化學(xué)特別是表面催化研究提供一個(gè)獨(dú)特的模型表面;同時(shí)石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu),可以作為一個(gè)理想的催化劑載體,金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個(gè)全新的模型催化研究體系。
目前第六元素全資子公司常州第六元素半導(dǎo)體有限公司已與客戶成功開發(fā)石墨烯超級(jí)銅復(fù)合材料(“超級(jí)銅”),“超級(jí)銅”利用CVD沉積技術(shù)制備而成,石墨烯超級(jí)銅導(dǎo)電率高于銀10%,如成功應(yīng)用于電機(jī),若按10%替換,則每年節(jié)約用電,相當(dāng)于葛洲壩電站近2個(gè)月的發(fā)電量,節(jié)約電費(fèi)約20億元。近日,中國(guó)中車高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料“超級(jí)銅”登上央視《焦點(diǎn)訪談》節(jié)目。據(jù)中國(guó)中車介紹,“超級(jí)銅”由中車研究院與上海交通大學(xué)張荻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā),是一種高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料。“超級(jí)銅”利用石墨烯較好的導(dǎo)電性和力學(xué)性能與銅材料片堆疊制成,實(shí)現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,超級(jí)銅的導(dǎo)電性能超過銀10%,如果全國(guó)10%的電機(jī)用上這種“超級(jí)銅”材料,那么一年可以節(jié)省出180多億度電。180億度電相當(dāng)于節(jié)省出一個(gè)葛洲壩電站(2022年葛洲壩電站完成發(fā)電量)。目前,“超級(jí)銅”已完成中試驗(yàn)證,驗(yàn)證了超級(jí)銅的量產(chǎn)可行性,并實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn),接下來將加快批量化制造進(jìn)程。氧化石墨易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。
在緊身運(yùn)動(dòng)衣、瑜珈服、慢跑服、泳裝、防曬服、跑步鞋等運(yùn)動(dòng)系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、持續(xù)導(dǎo)熱、防紫外線和高耐磨等特性,從而得到防臭、親膚、散熱、防曬的多功能性運(yùn)動(dòng)面料。在無縫內(nèi)衣、棉紡內(nèi)衣、嬰孕內(nèi)衣等內(nèi)衣系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、無重金屬、遠(yuǎn)紅外等特性,從而得到安全、康護(hù)、舒適的多功能內(nèi)衣面料。在床墊、床單、被套、沙發(fā)套等家紡系列中,使用石墨烯錦綸長(zhǎng)絲或混紡紗線,可以利用石墨烯錦綸AAA級(jí)抑菌、無重金屬、防螨、遠(yuǎn)紅外等特性,從而得到安全、康護(hù)、舒適的多功能家紡面料。石墨烯內(nèi)暖纖維長(zhǎng)絲、短纖規(guī)格齊全,短纖可與棉毛絲麻等天然纖維以及滌綸腈綸等其他各種纖維等其他各種纖維搭配混紡,長(zhǎng)絲可與各種纖維交織,制備不同功能需求的紗線面料。在紡織領(lǐng)域,可以制成內(nèi)衣、內(nèi)褲、襪類、嬰幼服飾、家居面料、戶外服裝等。石墨烯內(nèi)暖纖維的用途并不僅限于服裝領(lǐng)域,還可以應(yīng)用于車輛內(nèi)飾、美容醫(yī)療衛(wèi)材、摩擦材料、過濾材料等。石墨烯在航天行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)也是極其明顯的。湖南石墨烯材料
石墨烯礦用托輥復(fù)合材料耐化學(xué)腐蝕性好、加工難度小、成型效率高、人工成本低等優(yōu)勢(shì)。湖南石墨烯材料
充電4分鐘續(xù)航1000公里,石墨烯電池石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上**薄卻也是**堅(jiān)硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,還是世界上電阻率**小的材料。石墨烯自2004年問世,2010年,石墨烯發(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾獎(jiǎng),在這幾年里,石墨烯一直備受關(guān)注。不僅是國(guó)內(nèi),包括國(guó)外也都在炒石墨烯電池的概念,美國(guó)豪華電動(dòng)汽車制造商Fisker發(fā)布了旗下***純電動(dòng)車型——FiskerEmotion,這款新車將會(huì)采用LG提供的“石墨烯固態(tài)電池”。據(jù)報(bào)道,F(xiàn)iskerEmotion在充滿電的情況下租段可提供640公里以上續(xù)航,并且只要9分鐘,就可以充入接近200公里的電量。湖南石墨烯材料