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  • 石墨烯是什么?
  • 本站编辑:杭州孚安保温材料有限公司发布日期:2020-10-13 10:27 浏览次数:

1.1 石墨烯的定义

石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,可以看作是一层被剥离的“石墨片”,被认为是零维的富勒烯、一维的碳纳米管和三维的体相石墨的母体。理论上石墨烯是构成其他维度碳材料的基本材料,石墨烯不仅可以覆盖成零维的富勒烯,也可以卷曲成一维的碳纳米管,还可以堆积成三维的石墨。

1.2 石墨烯的结构特性

石墨烯是世界上迄今发现最薄的纳米材料,石墨烯薄膜只有1个碳原子厚度,10万层石墨烯叠加起来的厚度约为1根头发丝的直径,而且由于吸光率很低,只有2.3%,它的外观几乎是完全透明的。同时,石墨烯又是已知在世上强度最高的材料之一,其强度高达130 GPa,比最好的钢铁还要高100倍,要拉断相同截面的单层石墨烯所需的力是钢材的200倍。另外,石墨烯还是良好的导热体,导热系数高5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石。而且,石墨烯独特的载流子特性,使其电子迁移率达到2×105cm2/(V·s),超过硅100倍,且几乎不随温度变化而变化。综上可知,石墨烯纳米材料具有“至薄、至坚”、优良的导热性和电子迁移率等特性。

石墨烯是一种新型功能材料,具有比表面积高、导电性快、化学稳定性优异、力学性能突出、导热性高等性能,使其在涂料中有广泛应用。石墨烯在防腐、导电、建筑隔热、海洋防污和阻燃等功能涂料体系中均可以大幅提高涂料的综合性能,展现了诱人的潜在前景。目前,虽说石墨烯在涂料中的发展势头较好,然而却不能说“已入佳境”,还有很多关键技术问题需要解决。如石墨烯与涂料树脂复合方法、助剂选择、功能性改进;石墨烯的实验室研究成果如何转变达到实用并产业化;石墨烯在涂料体系中的作用机理等。相信随着研究的深入和科技的发展,这些问题都会迎刃而解,石墨烯也必将推动涂料产业的新一轮转型升级。

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