石墨烯导体的优缺点

问题描述

精选答案

石墨烯有什么优点

优点一：比橡胶柔软

石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈•海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不断裂。

不仅如此。

1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米!这么大的比表面积(物理用词：1克固体拥有的总表面积)使其拥有超强的吸附性。

优点二：比纸张薄

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈•杰姆和克斯特亚•诺沃消洛夫发现，他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。

他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

这么说吧，石墨烯的厚度仅为普通纸张的十万分之一，裸眼几乎是看不到的。

优点三：比钻石硬

虽然很薄，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，“秒杀”钢铁。

同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。

优点四：比铜导电性好

而因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，为它带来了全新的电学属性。

“石墨烯电阻率极低，电子能在其中极为高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说，如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用，可以增强储电设备的储电率，提高储电性能。

优点甚多，石墨烯的未来似乎“烯”望无限。

石墨烯有哪些缺点

缺点一：技术困惑

作为工业技术，石墨烯看起来还有一些未能克服的困难。

研究人员指出，目前石墨烯的应用还是受限于材料生产，所以那些使用最低级最廉价石墨烯的产品(譬如氧化石墨烯纳米颗粒)，会最先面世，可能只需几年;但是那些依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。对于它能否取代现有的产品线，研究人员依然心存疑虑。

另一方面，如果商业领域过度夸大其神奇之处，可能会导致石墨烯产业变成泡沫;一旦破裂，那么也许技术和工业的进展也无法拯救它。

缺点二：环境污染风险

看到这里，觉得石墨烯几乎是完美无缺的吧。

然而，近年来有研究发现，如果人类偶然摄入了石墨烯，石墨烯会切开人体细胞并破坏其内容物。也就是说，它可能是有毒的。

有毒不要紧，只要它老老实实呆在电子产品里，那就没有任何问题。

其他回答

工程之家

石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。

这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为“载荷子”(electric charge carrier)，的性质和相对论性的中微子非常相似。

其次石墨烯可以用来防腐：独特 的二维片层结构和其表面疏水特性。

其他回答

小白读财经

石墨烯，实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一-层原子厚度的二维晶体。

优点一：比纸张薄

优点二：比钻石硬

优点三：比铜导电性好

缺点一：环境污染风险

缺点二：技术困惑

作为工业技术，石墨烯看起来还有一些未能克服的困难。