石墨烯是什么

石墨烯是什么

碳的同素异形体

‌‌石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，碳原子以sp²杂化键合形成单层六边形蜂窝晶格石墨烯‌。石墨烯具有优异的力学、电学和光学特性，被认为是一种未来革命性的材料。它是由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年成功从石墨中分离出来的，并因在单层和双层石墨烯体系中发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，而获得2010年度诺贝尔物理学奖。‌石墨烯的独特性质包括：‌力学性质‌：石墨烯是目前已知最坚固的材料之一，比钻石还硬，比钢更坚固。它的理论杨氏模量高达1.0TPa，意味着它非常难以变形。‌电学性质‌：石墨烯的电子迁移率非常高，是硅的100倍，这使得它成为未来芯片的理想材料。‌热学性质‌：石墨烯的导热性是金刚石的两倍，具有很好的导热性能。‌光学性质‌：石墨烯具有优异的光学透明性，能够透过光线但阻挡水分子和其他微小颗粒。石墨烯的应用领域广泛，包括但不限于：‌材料科学‌：用于制造更轻、更强的复合材料，提高材料的整体性能。‌微纳加工‌：用于制造纳米电子器件和传感器。‌能源‌：在电池技术中有潜在应用，提高电池的充电效率和寿命。‌生物医学‌：用于药物传递和生物传感器，提高医疗技术的精确性和效率。总之，石墨烯作为一种新型的二维碳材料，其独特的物理和化学性质使其在多个领域具有广泛的应用前景，是未来科技发展的重要材料之一。