石墨烯PPT课件.pptx

神奇的碳单质 石墨烯 早七 4 张远洋 2020 3 17 1 石墨烯听起来是一个十分陌生的词汇 石墨烯到底是什么 它有什么用 为什么它非常的重要 让我们一起来揭秘吧 2020 3 17 2 分离石墨烯 大家想必都听说过石墨吧 生活中有很多物质都是由石墨构成的 比如 铅笔 拿破仑曾经说过 笔比剑更有威力 但他万万没有想到 在当今的技术下 铅笔 的确有过人的威力 用铅笔中的碳提取出来的石墨烯是一种强度超高 甚至超过金刚石的物质 其 威力 的确巨大无比 所谓石墨烯 其实就是单层的石墨 石墨是一种碳单质 由很多层碳元素叠加而成 当我们从中分离出单层的石墨片 石墨烯就产生了 虽然石墨可谓是世界上最柔软的物质之一 但石墨可比钢铁还要坚硬百倍 2020 3 17 3 2010年 两个科学家安德烈 盖姆和康斯坦丁 诺沃消洛夫因为成功制取了石墨烯而获得了 诺贝尔奖 他们用了非常简单的方法 有一个华丽的名字 叫做 撕胶带法 事实上 这两个科学家的确是用胶带分离出了石墨烯 他们将胶条粘在石墨上 再把粘上了石墨的胶条粘在硅片上 石墨烯就制取成功了 于是 大家纷纷效仿 为啥俺就没得诺贝尔奖尼 2020 3 17 4 为何石墨烯如此重要 以致于成功分离了石墨烯的科学家既获得了诺贝尔奖 那就要归功于它神奇的结构 相应的性质 以及它广阔的应用前景 2020 3 17 5 石墨烯的结构 石墨烯是目前世界上发现的唯一一种 二维物质 它只由单层的碳原子组成 只有头发丝十万分之一的厚度 石墨烯按六边形晶格排列 其内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键 具有优良的导电和光学性能 2020 3 17 6 石墨烯的性质 由于石墨烯不平凡的结构 所以肯定会有很多不平凡的性质 超强度 据说 如果将食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片盖在一只杯子上 你如果试图要用铅笔戳穿它 那么你需要一头大象站在铅笔上 石墨烯按六边形晶格排列 结构稳定 常被人误以为它很僵硬 事实上 石墨烯具有很强的伸展性 能在受到外力的情况下变形 这样 碳原子就不需要重新排列来适应外力 保证了其稳定结构 使其比金刚石还要坚硬 同时可以来回拉伸 2020 3 17 7 导电性 石墨烯具有优异的导电性 比铜要好得多得多 因此石墨烯很有可能替代铜 石墨烯之所以有如此高的导电性 和其内部结构是密不可分的 除了 键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外 每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大 键 与苯环类似 因而具有优良的导电和光学性能 研究证实 石墨烯中碳原子的配位数为3 每两个相邻碳原子间的键长为1 42 10 10米 键与键之间的夹角为120 2020 3 17 8 当然 石墨烯还有一些其它神奇的性质 这些性质 可以让我们对石墨烯大家利用一番 2020 3 17 9 石墨烯的应用 新一代超级计算机 最广为人知的一个石墨烯的应用就是其在计算机方面的突出表现 据悉 如果用石墨烯代替硅 计算速度可以提高百倍 再见了 硅 目前人类正在探索量子计算机 其本质在于将每一个量子都作为计算存储器来使用 可是量子计算机的研究却困难重重 而人们发现 利用石墨烯可以解决很多量子计算机遇到的难题 2020 3 17 10 石墨烯电池 石墨烯的另一个重要的应用就是石墨烯电池了 据说 三星已经研发出了石墨烯电池 这种新型的石墨烯电池 5秒钟即可给手机充满点 但足可以使用半个月 石墨烯电池 利用了锂离子在石墨烯表面和电极之间大量穿梭运动的特性 开发出的一种新能源电池 石墨烯电池将促成一个新的革命 2020 3 17 11 当然 石墨烯的应用还有好多好多 说都说不完 比如 航空航天 汽车产业 电子产品 电池生产 厨具方面 电子通讯 传感器