功能复合材料——石墨烯改性ppt课件

1、 石墨烯的改性 小组成员： 冯晓燕 郜洪兵 焦焕风 李磊成 李成蹊 林道全 刘雅琨 吕蒙2021年5月19日通向 的电梯比钻石还硬的资料比钻石还硬的资料 石墨烯石墨烯主要内容主要内容石墨烯资料的运用及展望石墨烯资料的运用及展望石墨烯资料的改性石墨烯资料的改性石墨烯资料的简介石墨烯资料的简介一、石墨烯资料的简介一、石墨烯资料的简介1 1、定义、定义 石墨烯石墨烯GrapheneGraphene是碳原子严密堆积成单层二维蜂窝状晶是碳原子严密堆积成单层二维蜂窝状晶格构造的一种碳质新资料，厚度只需格构造的一种碳质新资料，厚度只需0.3350.335纳米纳米, ,仅为头发的仅为头发的2020万万分之一，

2、是构建其它维数碳质资料如零维富勒烯、一维纳米碳分之一，是构建其它维数碳质资料如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨的根本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电管、三维石墨的根本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。学质量。2 2、发现、发现 Graphene( Graphene(石墨烯石墨烯) ) 是是20042004年由曼彻斯特大学科斯提亚年由曼彻斯特大学科斯提亚 诺沃谢诺沃谢夫夫Kostya NovoselovKostya Novoselov和安德烈和安德烈 盖姆盖姆Andre GeimAndre Geim发现的，发现的，他们运用的是一种被称为机械微应力技术他们运用的是一种被称为机械微应

3、力技术micromechanical micromechanical cleavagecleavage的简一方法。正是这种简单的方法制备出来的简单物的简一方法。正是这种简单的方法制备出来的简单物质质石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识任何任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。如今石墨烯这种二维晶二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。如今石墨烯这种二维晶体不仅可以在室温存在，而且非常稳定的存在于通常的环境下。体不仅可以在室温存在，而且非常稳定的存在于通常的环境下。 3 3、构造、构造 完美的石墨烯是二维的完美的石墨烯是二维的, , 它只包括六角元胞

4、它只包括六角元胞( (等角等角六边形六边形) ) 假设有五角元胞和七角元胞存在假设有五角元胞和七角元胞存在, ,那么他们构成石那么他们构成石墨烯的缺陷。假设少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘墨烯的缺陷。假设少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲曲; 12; 12个五角元胞的会构成富勒烯。碳纳米管也被以个五角元胞的会构成富勒烯。碳纳米管也被以为是卷成圆桶的石墨烯为是卷成圆桶的石墨烯; ; 可见，石墨烯是构建其它维数碳质资料如零可见，石墨烯是构建其它维数碳质资料如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨的根本单元维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨的根本单元C60C60Carbon Carbon nanotubena

5、notubeGraphiteGraphite二、石墨烯的改性一Exfoliated GraphiteOxie Decorated by PDMAEMA Chains(聚甲基丙烯酸N,N-二甲氧基乙酯and Polymer Particle The Modification of processing :(a) A TEM image of exfoliated GO(b) a magnifiedTEM image showing the edge of GO (c) a TEM image of GO/PDMAEMA nanocomposite after stained by OsO4SEM

6、 image of GO decorated by poly(EGDMA-co-MAA) particles.This research provides a direct way to modification of GO and preparation of functional polymer/GO composites, which will accelerate the development and applications of the GO-based materials.二 pH Sensitive Graphene- Polymer NanocompositesSynthe

7、sis of pH Sensitive Pyrene- Polymer Composites via- Stacking Interactions for the Self-Assembly of Functionalized Graphene into Layered Structures(c) high-resolution SEM images of graphene- PDMAEA composite aggregates(d) high-resolution SEM images of more dispersed graphene- PDMAEA composite prepare

8、d by spin-coating onto a silicon substrate. The - stacking attachment methodology can be used for attaching any polymer onto graphene basal planes and should allow the retention of excellent electrical properties. 氧化石墨烯氧化石墨烯三、石墨烯资料的运用及展望三、石墨烯资料的运用及展望Dikin等制成了无支撑氧化石墨烯纸状资料。氧化石墨烯片是以一种接近平行的方式相互衔接或瓦片式衔接在

9、一同构成的，拉伸实验阐明氧化石墨烯纸具有较高的拉伸模量和断裂强度，其平均模量为32 GPa，性能与用类似方法制备的碳纳米管布基纸相当。GrapheneGraphene晶体管晶体管 曼彻斯特的小组采用规范半导体制造技术制造出晶体管。从一小片石墨烯片层开场，采用电子束曝光在资料上刻出沟道。在被称为中央岛的中部位置坚持一个带有微小圆笼的量子点。电压可以改动这些量子点的电导率，这样就可以像规范场效应晶体管那样储存逻辑态。 双层石墨烯可降低元器件电噪声双层石墨烯可降低元器件电噪声 美国IBM公司TJ沃森研讨中心的科学家，最近攻克了在利用石墨构建纳米电路方面最令人困扰的难题，即经过将两层石墨烯片叠加，可以将元器件的电噪声降低10倍，由此可以大幅改善晶体管的性能，这将有助于制造出比硅晶体管速度快、体积小、能耗低的石墨烯晶体管。 石墨烯的展望石墨烯的展望 电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管 进一步减小器件开关时间，THz超高频率的操作呼应特性 探求单电子器件 在同一片石墨烯上集成整个电路 其它潜在运用包括：复合资料；作为电池电极资料以提高 电池效率、储氢资料领域、场发射资料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域 可运