石墨烯是什麽?
石墨烯(Graphene)是壹種以sp?雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。
石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生來垍物頭條醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是壹種未來革命性的材料。
英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此***同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沈積法(CVD)。
石墨烯的性質:
石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層壹樣以sp雜化軌道成鍵,並有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp鍵,即每個碳原子都貢獻壹個位於pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態。
研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10米,鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外,每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學性能。