人类目前最强功能材料-石墨烯分析.ppt

五、应用前景： 减少噪音 　　美国IBM 宣布，通过重叠2层相当于石墨单原子层的“石墨烯(Graphene)”，试制成功了新型晶体管，同时发现可大幅降低纳米元件特有的1/f 石墨烯，试制成功了相同的晶体管，不过与预计的相反，发现能够大幅控制噪音。通过在二层石墨烯之间生成的强电子结合，从而控制噪音、噪声。 五、应用前景： 其它应用 　 石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长,而人类细胞却不会受损。利用这一点石墨烯可以用来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光电化学电池可以取代基于金属的有机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的传统金属石墨电极,使之更易于回收。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。 从左到右：在石墨烯上印好的银电极把材料分成大小为3.1英寸的区域；组装好的石墨烯触摸屏面板；接到电脑上使用的石墨烯触摸屏 中国科学院上海分院的科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效，而且不会伤害到人体细胞 中国的科研人员发现细菌的细胞在石墨烯的纸上无法生长，而人类细胞则不会受损。 利用这一点可以利用它来做绷带、食品包装甚至抗菌T恤衫 用石墨烯做的 LECs(光电化学电池) 未来的“太空天梯” 六、石墨烯材料的诞生获得2010年诺贝尔物理学奖 　　他们曾是师生，现在是同事，他们都出生于俄罗斯，都曾在那里学习，也曾一同在荷兰学习和研究，最后他们又一起在英国制备出了石墨烯。这种神奇材料的诞生使安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。 　　海姆和诺沃肖洛夫2004年制备出石墨烯。这是目前世界上最薄的材料，仅有一个碳原子厚。与所有其他已知材料不同的是，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好。此外，石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体，石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好。 2010年10月5日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。 六、石墨烯材料的诞生获得2010年诺贝尔物理学奖 海姆和诺沃肖洛夫认为，石墨烯晶体管已展示出优点和良好性能，因此石墨烯可能最终会替代硅。由于成果要经得起时间考验，许多诺贝尔科学奖项都是在获得成果十几或几十年后才颁发。而石墨烯材料的制备成功距今才6年时间，就获得了诺贝尔奖，这使诺沃肖洛夫感到意外。他说：“今天早上听说这个消息时，我非常惊喜，第一个想法就是奔到实验室告诉整个研究团队。”而海姆则表示，“我从没想过获诺贝尔奖，昨天晚上睡得很踏实”。 海姆认为，获得诺贝尔奖的有两种人：一种是获奖后就停止了研究，至此终老一生再无成果；一种是生怕别人认为他是偶然获奖的，因此在工作上倍加努力。“我愿意成为第二种人，当然我会像平常一样走进办公室，继续努力工作，继续平常生活。” 海姆（左）和诺沃肖洛夫在英国曼彻斯特大学 七、国内生产状况 石墨烯产业还在量产探索阶段，还没有发现一种成熟的方法能够批量生产性能优质的石墨烯。 目前氧化石墨还原法相对更加容易量产，是生产石墨烯的主流制备工艺。不过通过氧化还原法，容易使得石墨烯的分子结构收到破坏，而降低了石墨烯的性能；另外，氧化还原法得到的石墨烯溶液中石墨烯非常容易发生团聚现象，使得产品很多的性能与理论值有很大差距。 石墨烯另一个相对较成熟的制备方法是气相沉积法。但仍然很多技术问题没有解决，如：使用气相沉积法所得的石墨烯相对机械剥离法制备的石墨烯难以运输；一些使用气相沉积法所得石墨烯的属性（量子霍尔效应）并没有在气象沉积法制备的石墨烯中发现，说明气相沉积法可能会影响石墨烯的特性；而且使用气相沉积法得到的石墨烯片只能达到平方厘米的量级，难以满足石墨烯的工业化应用。 化学气相沉积法：生长在铜箔上的石墨烯转移到PET薄膜的过程示意图 石墨烯的目前还不具备工业化生产的条件，各国都在针对石墨烯的制备进行积极的探索，也不断的有新的制备方法出现，业内预计2015 年前就能够实现石墨烯的规模化量产。 国内的供需情况 石墨烯产业最大的瓶颈在于还没有形成完整的产业链，目前仍没有一种可以应用石墨烯的产品能够规模化生产。对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究使用。 石墨烯的高强度、高导电性及传热性、超大的比表面积等特性能够在航天军工、锂离子电池、超级电容器等多领域有潜在应用，但由于其成本过高，一直都处于研究阶段。从目