石墨烯应用浅谈

1、 一、石墨烯简介 二、石墨烯的性能 三、石墨烯的制备方法 四、石墨烯的应用 五、石墨烯的专利 六、展望1985年发现了C60富勒烯。1991年发现了碳纳米管。2010年年10月月5日，瑞典皇家科学院在斯德哥日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔尔摩宣布，将摩宣布，将2010年年诺贝尔诺贝尔物理学物理学奖奖授予授予英国曼英国曼彻彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺诺沃肖洛夫，以表彰他沃肖洛夫，以表彰他们们在石墨在石墨烯烯材料方面的卓越研究材料方面的卓越研究。六边形石墨烯五边形石墨烯世界上强度最高的材料，本证强度125GPa(100125GPa(100倍于钢) ) 实测弹

2、性模量为1060GPa VS碳化硅410GPa 理论比表面积高达2600m2/g VS 活性炭8001000m2/g 导热系数高达5300 W/mK VS 铜400W/mK 电子迁移率超过15000 cm2/Vs VS硅1400cm2/Vs 电阻率约10-6 cm 透光率高达97.7% 良好的结晶性 半整数的量子霍尔效应 永不消失的电导率 机械剥离法 化学气相沉积法（CVD法） SiC外延生长法 氧化还原法该方法具有成本低，样品质量高，且片层数可控的优点，缺点是很难精确控制大小，重复性较差，产量低，效率低，难以实现石墨稀的大面积和规模化制备，且耗费时间较长，尺寸较小，仅限于作为实验室的基础理论

3、研究方面的应用。近年来制备大面积、高质量石墨稀最经济的方法，然而工艺复杂、成本较高精确控制较差且重复性差等缺点，很难做到无损转移，石墨稀难以与衬底完美兼容和匹配；同时也很难控制样品的二维平整性，会损失某些性质，因而制约了这种方法大规模应用到生产上的潜力。使用厂家三星电子。该方法制备的石墨烯电导率较高，适用于对电性能要求较高的电子器件。主要缺点是该方法会产生难以控制的缺陷以及多晶畴结构，很难获的长程有序结构，难以制备大面积厚度单一的石墨烯。此外，制备条件苛刻、成本高，要在高压、真空条件下进行，分离难度大。目前低成本产业化制备石墨烯的有效方法。可满足工业较大尺寸的石墨烯生产要求。但氧化过的石墨烯不

4、易还原，使其电学性能下降。并且，现阶段采用的还原剂中有些还存在较大毒性，还原后各片层间易发生团聚。国外超级电容器石墨烯锂电池触摸屏存储器处理器国内薄膜手机C h e n 等以 石 墨 烯 为 电 极 材 料 制 备 的 超 级 电 容 器 功 率 密 度 为 1 0 k W k g ， 能 量密 度 为 2 8 5 W h k g ， 最 大 比 电 容 为 2 0 5 F g ， 而 且 经 过 1 2 0 0 次 循 环 充 放 电 测 试 后 还 保留 9 0 的 比 电 容 ， 拥 有 较 长 的 循 环 寿 命 。 石墨烯表面锂离子交换电池，它集中了锂电池和超级电容的优点，功率密度为

5、100千瓦/公斤，比商业锂离子电池高100倍，比超级电容高10倍。 2014年底，西班牙石墨烯公司研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的3倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。该公司已与德国四大汽车公司中的两家进行联合测试，计划在2015年将该电池投入生产。从左到右：在石墨烯上印好的银电极把材料分成大小为从左到右：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好的石墨烯触摸屏面板；接到电脑上使用的石墨烯触摸屏贝尔实验室的贝尔实验室的Fulton等人制成的等人

6、制成的128Mbit石墨烯单电子存储器芯片照片石墨烯单电子存储器芯片照片IBM展示全球最快石墨烯场效应晶体管，处理速度可达155GHz2010年宾夕法尼亚州立大学造出的这块100mm（4吋）石墨烯晶圆铜基石墨烯硅基石墨烯镍基多层石墨烯2015年03月02日，重庆墨希科技公司与嘉乐派科技公司联合发布了全球首批量产石墨烯手机影驰SETTLER，数量为3万部，此举也揭开了石墨烯产业化应用的序幕。石墨烯相关专利的申请在上世纪末就已出现，但随后发展较为缓慢。直到 2008 年后，专利申请数量才开始出现实质性的大幅增长。特别是在安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫因对石墨烯的研究共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖以后，全球石墨