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1.42×10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。石墨烯具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性，且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對(duì)雙柵極雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調(diào)整。施加磁場(chǎng)，石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍。常州第六元素?fù)碛醒趸?烯)、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列產(chǎn)品。開發(fā)石墨烯防腐涂料

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(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，超級(jí)銅的導(dǎo)電性能超過(guò)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(lái)將加快批量化制造進(jìn)程。開發(fā)石墨烯防腐涂料石墨烯粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法。

第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，于2015年通過(guò)工信部組織的“科技成果鑒定”，達(dá)到“世界先進(jìn)水平”。該技術(shù)目前已在國(guó)信、華潤(rùn)、龍?jiān)吹群Ｉ巷L(fēng)電塔筒，“京廣線”隴海鐵路橋梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。在第23個(gè)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)日到來(lái)之際，常州第六元素材料科技股份有限公司發(fā)明專利《ZL高固含量的石墨烯復(fù)合干粉及制備方法、環(huán)氧富鋅涂料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎(jiǎng)。

石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體，電子可以自由移動(dòng)，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負(fù)極材料以及導(dǎo)電劑三個(gè)方面。在石墨烯作為電池正極材料時(shí)，利用表面含氧官能團(tuán)等優(yōu)勢(shì)提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性；作為電池負(fù)極材料時(shí)，獨(dú)特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點(diǎn)—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提供存儲(chǔ)空間，提高比容量并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速充電放電；作為導(dǎo)電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度，提升導(dǎo)電劑的導(dǎo)電、放電性能，改善循環(huán)。石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體，電子可以自由移動(dòng)，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負(fù)極材料以及導(dǎo)電劑三個(gè)方面。在石墨烯作為電池正極材料時(shí)，利用表面含氧官能團(tuán)等優(yōu)勢(shì)提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性；作為電池負(fù)極材料時(shí)，獨(dú)特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點(diǎn)—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提供存儲(chǔ)空間，提高比容量并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速充電放電；作為導(dǎo)電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度。石墨烯具有良好的導(dǎo)熱性能，單層石墨烯高達(dá)5300 W/m?K。

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時(shí)溶劑可以插入石墨層間，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯，整個(gè)液相剝離的過(guò)程沒(méi)有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。超級(jí)銅具有優(yōu)異的高頻性能，強(qiáng)磁場(chǎng)下交流（頻率約1MHz）等效電阻，相比純銅低20%以上。制備石墨烯納米材料

氧化石墨烯易于接枝改性，可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。開發(fā)石墨烯防腐涂料

石墨烯材料的物理特性優(yōu)異，還具備很高的強(qiáng)度和韌性，在航空航天電子設(shè)備上可以得到運(yùn)用，石墨烯還具有可以吸收雷達(dá)波的特點(diǎn)，應(yīng)用在隱形戰(zhàn)機(jī)上會(huì)起到很高的提升效果。石墨烯材料在太赫茲雷達(dá)中起著十分重要的作用，而太赫茲雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機(jī)的身影。大家都知道，美國(guó)作為世界***強(qiáng)國(guó)，在隱身戰(zhàn)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展處于前列，而隱身戰(zhàn)機(jī)比較大的特點(diǎn)就是隱身性能十分***，但是在太赫茲雷達(dá)面前，這些***的隱身戰(zhàn)機(jī)都會(huì)黯然失色，即便是美國(guó)*****的F-35戰(zhàn)機(jī)，都可能會(huì)受到威脅。我國(guó)在石墨烯材料方面獲得的重大突破，讓美國(guó)羨慕不已也十分警惕只有自身強(qiáng)大，才不會(huì)讓自己的國(guó)家處于被動(dòng)。這個(gè)重大好消息將會(huì)在今年被全面推廣應(yīng)用，成為2020年里我們中國(guó)一大科技成就。開發(fā)石墨烯防腐涂料