1樓：影子
實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
2023年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（andregeim）和克斯特亞·諾沃消洛夫（konstantinnovoselov）發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，於是薄片越來越薄，最後，他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。
這以後，製備石墨烯的新方法層出不窮，經過5年的發展，人們發現，將石墨烯帶入工業化生產的領域已為時不遠了。
因此，在隨後三年內，安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發現了整數量子霍爾效應及常溫條件下的量子霍爾效應，他們也因此獲得2023年度諾貝爾物理學獎。在發現石墨烯以前，大多數物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發現立即震撼了凝聚體物理學學術界。
雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在，但是單層石墨烯在實驗中被製備出來。
2樓：以心
石墨烯的結構非常穩定，碳碳鍵（carbon-carbonbond）僅為1.42。石墨烯內部的碳原子之間的連線很柔韌，當施加外力於石墨烯時，碳原子面會彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應外力，從而保持結構穩定。
這種穩定的晶格結構使石墨烯具有優秀的導熱性。另外，石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯內部電子受到的干擾也非常小。
芳香性：石墨烯具有芳香性，具有芳烴的性質溶解性：在非極性溶劑中表現出良好的溶解性。
其他性質：可以吸附和脫附各種原子和分子，具有超疏水性和超親油性。
3樓：尹朶月
石墨烯化學性質很穩定,碳原子總體來說就很穩定,半衰期很長 。再問：碳原子第二層電子層有4個電子，而最外層電子有8個電子才是穩定的，碳為什麼是穩定的？
再答：單質碳的物理和化學性質取決於它的晶體結構，外觀、密度、熔點等各自不同，常溫下單質碳的化學性質比較穩定，不溶於水、稀酸、稀鹼和有機溶劑，這裡說化學性質，也就是不容易發生化學反應，就要看它的同素異形體了，比如金剛石的熔點超過3500℃，這就不容易發生化學反應了。
石墨烯的結構與性質問題
4樓：腦細胞搭住
石墨烯是六邊bai形的，它的π電du子是共軛zhi的，但不像石墨一樣共軛的dao。
它不僅是已知專
材料中屬最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。石墨烯在原子尺度上結構非常特殊，必須用相對論量子物理學(relativistic quantum physics)才能描繪。
石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連線非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。
這種穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。
5樓：匿名使用者
石墨烯（graphene）是一
來種由碳原子自以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢bai晶格的平面薄du膜，只有一個zhi碳原子厚度的二維材料[1]。石dao墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在[1]，直至2023年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」為由，共同獲得2023年諾貝爾物理學獎[2]。
石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的奈米材料[3]，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"[4]；導熱係數高達5300 w/m·k，高於碳奈米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/v·s，又比奈米碳管或矽晶體*高，而電阻率只約10-6 ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料[1]。因為它的電阻率極低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。
由於石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來製造透明觸控螢幕、光板、甚至是太陽能電池。
石墨烯另一個特性，是能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應。
石墨烯的特點 10
6樓：樂福之家地暖
石墨烯具有良好的強度、柔韌度、導電導熱等特性。它是目前為止導熱係數最高的材料，具有非常好的熱傳導效能，所以它被大量運用在全新的採暖行業。
和常規發熱膜一樣，石墨烯需要通電才能發熱，當在石墨烯發熱膜兩端電極通電的情況下，電熱膜中的碳分子在電阻中產生聲子、離子和電子，由產生的碳分子團之間相互摩擦、碰撞(也稱布朗運動)而產生熱能，熱能又通過控制遠紅外線以平面方式均勻地輻射出來。
石墨烯通電後，有效電熱能總轉換率達99%以上，同時加上特殊的超導性，保證發熱效能的穩定。但是與常規金屬絲髮熱膜不同的地方在於，發熱穩定安全，而且散發出來的紅外線被稱為「生命光線」。
綜上所述，石墨烯材料良好的導電導熱效能非常適合應用於新型採暖行業，讓採暖過程更加舒適，便捷。
7樓：魚躍紅日
1、強度與柔韌性：抗拉強度和彈性模量分別為 125 gpa 和 1.1tpa，其強度約為普通鋼的100倍，用石墨烯製成的包裝袋，可以承受大約2噸的重量，是目前已知的強度最大的材料。
2、導電導熱性：其電子遷移率可達到2×105cm2/v·s，約為矽中電子遷移率的140倍，砷化鎵的20倍，溫度穩定性高，電導率可達108ω/ m,面電阻約為31ω/sq（310ω/m2），比銅或銀更低，是室溫下導電最好的材料。
3、光學性質：單層石墨烯對可見光以及近紅外波段光垂直的吸收率僅為 2.3%，對所有波段的光無選擇性吸收。
線性光學性質：單層石墨烯的吸光率很高，對從可見光到太赫茲寬波段每層吸收 2.3% 光。
非線性光學性質：當入射光的強度超過某一臨界值時，石墨烯對其的吸收會達到飽和。這些特性可以使得石墨烯可以用來做被動鎖模鐳射器。
8樓：匿名使用者
2023年，英國曼徹斯特大學的安德烈·k·海姆(andre k. geim)等製備出了石墨烯。海姆和他的同事偶然中發現了一種簡單易行的新途徑。
他們強行將石墨分離成較小的碎片，從碎片中剝離出較薄的石墨薄片，然後用一種特殊的塑料膠帶粘住薄片的兩側，撕開膠帶，薄片也隨之一分為二。不斷重複這一過程，就可以得到越來越薄的石墨薄片，而其中部分樣品僅由一層碳原子構成——他們製得了石墨烯。
石墨烯的問世引起了全世界的研究熱潮。它不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。石墨烯在原子尺度上結構非常特殊，必須用相對論量子物理學(relativistic quantum physics)才能描繪。
石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連線非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。
這種穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。
石墨烯最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地，應稱為「載荷子」(electric charge carrier)，的性質和相對論性的中微子非常相似。
為了進一步說明石墨烯中的載荷子的特殊性質，我們先對相對論量子力學或稱量子電動力學做一些瞭解。
經典物理學中，一個能量較低的電子遇到勢壘的時候，如果能量不足以讓它爬升到勢壘的頂端，那它就只能待在這一側；在量子力學中，電子在某種程度上是可以看作是分佈在空間各處的波。當它遇到勢壘的時候，有可能以某種方式穿透過去，這種可能性是零到一之間的一個數；而當石墨烯中電子波以極快的速度運動到勢壘前時，就需要用量子電動力學來解釋。量子電動力學作出了一個更加令人吃驚的預言：
電子波能百分百地出現在勢壘的另一側。
以下實驗證實了量子電動力學的預言：事先在一片石墨烯晶體上人為施加一個電壓（相當於一個勢壘），然後測定石墨烯的電導率。一般認為，增加了額外的勢壘，電阻也會隨之增加，但事實並非如此，因為所有的粒子都發生了量子隧道效應，通過率達100%。
這也解釋了石墨烯的超強導電性：相對論性的載荷子可以在其中完全自由地穿行。
另外，研究也發現，儘管只有單層原子厚度，但石墨烯有相當的不透明度：可以吸收大約2.3%的可見光。
而這也是石墨烯中載荷子相對論性的體現。美國哥倫比亞大學兩名華裔科學家最近發現，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，竟然比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。這種物質為「太空電梯」超韌纜線的製造開啟了一扇「阿里巴巴」之門，讓科學家夢寐以求的2．3萬英里長（約合37000千米）太空電梯可能成為現實。
中國科學家發現最硬物質
誰也不會想到，鉛筆中竟然包含著地球上強度最高的物質！
法國皇帝拿破崙曾經說過：「筆比劍更有威力」，然而他在200年前說這話的時候絕對不會想到，人類使用的普通鉛筆中竟然包含著地球上強度最高的物質！美國哥倫比亞大學兩名華裔科學家最近研究發現，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。
發現者是兩華裔科學家
人們熟悉的鉛筆是由石墨製成的，而石墨則是由無數只有碳原子厚度的「石墨烯」薄片壓疊形成，石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結構。自從2023年石墨烯被發現以來，有關的科學研究就從未間斷過。然而直到最近，美國科學家才首次證實了人們長久以來的懷疑，石墨烯竟是目前世界上已知的強度最高的材料！
據悉，這一驚人的科學發現是由美國哥倫比亞大學的兩名華裔科學家李成古和魏小丁（音譯）一起研究得出的，而李成古研究「石墨烯」強度的主要工具之一，竟是普通的透明膠帶！李成古向記者解釋他們的「低科技」研究方法說：「為了瞭解石墨烯的強度，我們首先必須從石墨上剝離出一些石墨烯薄片，於是我們想到了透明膠帶。
」科學家先將膠帶粘在一塊石墨上，然後再撕下來，接著科學家又將膠帶粘到了一塊麵積只有1平方英寸的矽片上，然後再將膠帶從矽片上撕下來，這時數千小片石墨都粘到了矽片上。
比鑽石還要堅硬
矽片上有數千個肉眼看不見的小孔。科學家開始採取高科技手段，將矽片放置在電子顯微鏡下進行觀察，科學家花費數天時間，希望能在矽片小孔上發現合適的單原子厚的石墨烯薄片。
一旦科學家發現了一些只有100分之一頭髮絲寬度的石墨烯薄片後，他們就開始使用原子尺寸的金屬和鑽石探針對它們進行穿刺，從而測試它們的強度。讓科學家震驚的是，石墨烯比鑽石還強硬，它的強度比世界上最好的鋼鐵還高100倍！
美國機械工程師傑弗雷·基薩教授用一種形象的方法解釋了石墨烯的強度：如果將一張和食品保鮮膜一樣薄的石墨烯薄片覆蓋在一隻杯子上，然後試圖用一支鉛筆戳穿它，那麼需要一頭大象站在鉛筆上，才能戳穿只有保鮮膜厚度的石墨烯薄層。
可做「太空電梯」纜線
據科學家稱，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質，它將擁有眾多令人神往的發展前景。它不僅可以開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以製造出超堅韌的防彈衣，甚至還為「太空電梯」纜線的製造開啟了一扇「阿里巴巴」之門。美國研究人員稱，「太空電梯」的最大障礙之一，就是如何製造出一根從地面連向太空衛星、長達23000英里並且足夠強韌的纜線，美國科學家證實，地球上強度最高的物質「石墨烯」完全適合用來製造太空電梯纜線！
人類通過「太空電梯」進入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發明出製造太空電梯纜線的堅韌材料，美國nasa此前還發出了400萬美元的懸賞。
代替矽生產超級計算機
不過據科學家稱，儘管石墨在大自然中非常普遍，並且石墨烯是人類已知強度最高的物質，但科學家可能仍然需要花費數年甚至幾十年時間，才能找到一種將石墨轉變成大片高質量石墨烯「薄膜」的方法，從而可以用它們來為人類製造各種有用的物質。
據科學家稱，石墨烯除了異常牢固外，還具有一系列獨一無二的特性，石墨烯還是目前已知導電效能最出色的材料，這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是矽的替代品，能用來生產未來的超級計算機。
這種物質不僅可以用來開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣，甚至能讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現實。
石墨烯的用途，石墨烯是什麼用途
實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。石墨烯的用途？我國對石墨烯領域的研究與開發較早就給予了關注。根據統計，我國石墨儲量佔全球的70 以上，石墨烯研發應用水平也與發達國家基本同步。與此同時，國家還資助了大量有關石墨...
石墨烯的組成，石墨烯的化學式是什麼？
人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之後，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯 石墨烯出現在實驗室中是在2004年，當時，英國的兩位科學家安德烈 傑姆和克斯特亞 諾沃塞洛夫發現他們能用一種非常簡...
石墨烯地暖的耗電高嗎，石墨烯地暖的耗電高嗎？
石墨烯採暖系統在正確的升溫 調節和使用下，是很省電的。電地暖雖然是在使用時發熱，起到採暖保溫的作用，但是它節能的要點就是恆溫，並不是關閉。我們只需要外出時把電地暖，設定在10 12 低溫保持狀態，此狀態下的能耗遠小於將房間從0 加熱到10 的電耗。當然如果外出時間較長，可關閉溫控器，確保節能和安全。...