石墨烯：引领未来的新材料
石墨烯产业化：蓄势待发
石墨烯产业化：蓄势待发作者：吴志刚来源：《中关村》2021年第11期6年前，当人们听到石墨烯三个字的时候几乎是一脸茫然的，不知道它到底是干什么的。
如今，提到石墨烯，大多都知道是一款神奇的碳材料，有时候还甚至在问，现在到底火不火了？香不香了？如果把时光倒流6年，2015年被称为中国石墨烯元年。
彼时石墨烯材料在中国“红的发紫”，石墨烯概念被众多企业热捧，该材料被认为可以代替晶体硅，应用于移动设备、航空航天、新能源及电池领域等。
6年后的今天，中国石墨烯发展已走向产业化发展的道路，不过也仍在产业化的道路上破解着一个又一个研发难题。
前途是光明的，道路是曲折的，石墨烯产业化前景可期，也更需要社会各界的共同努力。
石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。
石墨烯原本就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。
1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹可能就是几层石墨烯——它是由一层碳原子以六角形蜂巢结构周期性紧密堆积构成的二维碳材料。
石墨烯具有很多神奇性能，因此号称“新材料之王”：它是最薄的材料，因为它仅有一个原子层;它是强度最大的材料，理论上强度比钢强韧200倍;它是导电性最好的材料，电导率是银的1.6倍;它是导热性最好的材料，热导率是铜的13倍。
由于石墨烯的电子移动速度极快，又轻又薄又结实，机械强度特别高，再加上它是透明、电阻率极低、良好的导体，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件、甚至芯片;也适合用来制造透明触控（可折叠的）屏幕或光板、甚至太阳能电池;并可用来做汽车或航空的材料;在军事上的用途更广，比如防弹衣，又比如航母弹射器管道中的润滑层（现在都是用特种润滑油，当滑块高速运动时，会摩擦产生高温，润滑油会变质、甚至蒸发，以致磨损滑块）。
石墨炔与石墨烯 谁是超级材料
据报道，美国科罗拉多大学研究人员日前成功合成出石墨炔，此项成果或为电子、光学和半导体材料研究开辟全新的途径。
事实上，石墨炔的合成研究一直是科学家们孜孜以求的目标，早在2010年，我国的李玉良院士团队就在世界上首次合成石墨炔。
我们很多人都听说过石墨烯，也知道2010年的诺贝尔物理学奖就是颁发给了石墨烯材料的研发者。
石墨炔与石墨烯，仅一字之差，它们之间是否存在某种联系？石墨炔是否能和石墨烯媲美？这里我们邀请中国科学院化学所博士孙艺旋来作一些科普介绍。
科学家已经证实了石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，比钻石还坚硬，是世界上最硬的钢铁强度的100多倍。
瑞典皇家科学院在颁发2010年诺贝尔物理学奖时曾这样比喻：“利用单层石墨烯制作的吊床可以承载一只4千克的兔子。
”有人这样引申说，由于石墨烯厚度只有单层原子，透光率高达97.7%，因此如果真有那样的吊石墨炔与石墨烯谁是超级材料石墨炔与石墨烯，仅一字之差，它们之间是否存在某种联系？石墨炔是否能和石墨烯媲美？床，它不仅对于肉眼，甚至对于很多仪器来说都是不可见的，我们看到的将是一只悬停在半空中的兔子。
还有估算显示，如果重叠石墨烯薄片，使其厚度与食品保鲜膜相同的话，便可承载2吨重的汽车。
从热电性质上来说，在石墨烯的“二维世界”里，电子运动具有很奇特的性质，即电子的质量仿佛是不存在的，其传导速度可达光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
加上石墨烯结构在常温下的高度完美性，使得电子的传输及对外场的反应都超级迅速，这使得石墨烯具有超常的导电性和导热性。
而且更重要的是，石墨烯还可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的线度上依然能稳定地工作。
若是用石墨烯来替代硅生产超级计算机，计算机的运行速度将会比现在快数百倍。
因此很多人相信，石墨烯将会成为硅的接班人，引领技术领域一个新的微缩时代的来临。
除了具有超高的强度和韧性外，石墨烯几乎是完全透明的，即使是最小的单分子原子（氦原子）也无法穿过，只吸收2.3%左右的光，还有不透水、不透气以及抵御强酸、强碱的能力，这使它有可能成为制作保护膜的理想材料。
石墨烯如何引领人类迈向健康生活
INDUSTRY /化纤/ 25
要走的路还很长。
端小平认为，石墨烯具有多种优良性能，但行业在应用时要有选择，要有针对性地开发符合用户需求的石墨烯相关产品。
本次大会与国家体育总局智慧体育创新研究中心、中国健身辅疗功能纺织品产业发展联盟联合举办，目的就是要找到石墨烯产品开发的突破口。
端小平强调，石墨烯作为一种新材料，其应用推广需要上下游齐心合力，要建立一套产品开发模式，使创新产品得到应用，并开发相适应的商业模式，保护知识产权。
同时，应尽快建立并推出石墨烯系列标准，特别是用户应用标准的制定需要引起行业关注。
孙晋良提出，行业要理性对待石墨烯在纺织行业的应用，要认真做好基础理论研究，要做深做透；要关注人才培养，注重与材料行业相结合、提升整体科研团队水平。
蒋士成从工程的角度，强调要关注石墨烯改性纤维工业化生产中的自动化、机械化和智能化，重视节能减排、绿色生产。
俞建勇用关注、扎实、提升和突破四个关键词对行业发展提出了要求和希望。
李祥晨指出，在全球竞技运动和大众健康等行业的器材和服饰市场非常巨大，希望纺织材料关注大健康产业，通过创新快速推进技术升级，满足行业需求，为保证全民健康共同努力。
对于济南圣泉下一步的发展，圣泉集团总裁唐地源提出，企业将通过奇妙体验之旅平台，以免费使用模式获取大众的认可，为石墨烯功能纺织品行业做大做强而努力。
会议还邀请了济南圣泉集团股份有限公司新材料总工程师张金柱、东华大学研究院副院长王华平、北京服装学院副教授刘莉、青岛大学教授曲丽君等专家教授，从不同角度共话“石墨烯+健康”功能纺织品未来发展之路。
石墨烯在医药中的应用
石墨烯在医药中的应用石墨烯在医药中的应用引言：石墨烯是一种由连续的碳原子形成的单层薄片材料，具有出色的导电性、热导性和机械性能。
它的发现引起了全球范围内的关注，并在各个领域展示出巨大潜力。
在医药领域，石墨烯的广泛应用为疾病治疗、生物传感和医疗器械等方面带来了革命性的变革。
本文将从多个角度探讨石墨烯在医药中的应用。
第一部分：石墨烯在药物传递中的应用首先，石墨烯作为一种载体材料，可以有效地用于药物传递系统。
由于其高比表面积和强大的载药能力，石墨烯可以用来包装药物，并将其精确地送达到特定的细胞或组织。
此外，石墨烯还可以通过调整其表面性质来实现药物的缓慢释放，从而延长药物的作用时间并提高疗效。
第二部分：石墨烯在诊断中的应用其次，石墨烯在医学诊断中的应用也引起了人们的关注。
由于其超高的灵敏性和特殊的光学特性，石墨烯可以用于生物传感器和成像技术。
例如，将石墨烯与特定的分子结合，可以构建出高灵敏度的传感器，用于检测生物标志物的存在和浓度变化。
此外，石墨烯还可以用于各种成像技术，如磁共振成像和光学成像，以提供更准确的诊断结果。
第三部分：石墨烯在组织工程中的应用另外，石墨烯在组织工程领域也具有巨大的潜力。
由于其良好的生物相容性和导电性能，石墨烯可以用于构建仿生组织和器官。
研究人员已经成功地利用石墨烯来制作人工皮肤、人工骨骼和人工器官等。
这些石墨烯基的仿生组织不仅具有良好的生物相容性和机械性能，还可以实现与生物组织的良好耦合，提高治疗效果。
总结和回顾性内容：通过对石墨烯在医药中的应用进行深入探讨，我们可以看到石墨烯在药物传递、诊断和组织工程等方面的巨大潜力。
作为一种具有独特性能的材料，石墨烯为医药领域的创新提供了新的思路和方法。
然而，尽管石墨烯在理论上表现出很多优异特性，但其在实际应用中仍面临着许多挑战，如制备工艺、生物相容性和安全性等方面的问题。
因此，进一步的研究和探索对于实现石墨烯在医药领域的商业化应用至关重要。
二维材料：开启电子科技新篇章
二维材料：开启电子科技新篇章在21世纪，新材料的研究与开发为电子科技的进步带来了极大的推力。
在众多新材料中，二维材料以其独特的物理和化学性质吸引了科研人员的广泛关注。
二维材料通常指的是厚度在纳米级别，且在平面上具有宏观尺度的材料。
这类材料不仅具有优异的电导性、热导性和光吸收能力，还展现出独特的机械和化学性质，为电子科技带来了革命性的改变。
二维材料的类型石墨烯石墨烯是一种由单层碳原子以sp²杂化形式构成的二维材料，其厚度仅为一个原子。
石墨烯表现出超高的电导率，是许多电子器件的新型导体。
由于其非常强的机械强度及优越的热导性，石墨烯已经广泛应用于各种传感器、场效应晶体管（FET）以及柔性电子产品。
此外，石墨烯还具有良好的光学透明性，使其在显示器和光电子器件中成为重要的候选材料。
过渡金属硫化物（TMDs）过渡金属硫化物如MoS₂、WS₂等，也是近年来备受关注的二维材料。
这些材料展示了独特的半导体性质，能带间隙可调，为下一代电子器件提供了可能性。
MoS₂作为一种具有良好光电性能的材料，被广泛研究用于光电探测和光伏应用。
其优异的可塑性使得它在柔性纳米电子学中表现出色，并有潜力应用于可穿戴设备中。
黑磷黑磷（BP）是又一种新兴的二维材料，其厚度可以通过剥离调节，具有各向异性的电子性质。
黑磷具有较大的可调带隙，同时表现出良好的光电性能，这使得它适合用于下一代光电器件和量子计算。
此外，黑磷的化学稳定性相对其他二维材料更高，为实际应用提供了保障。
然而，目前其在环境中的稳定性仍需进一步探讨，这也是其商业化应用的一大挑战。
二氧化钨（WO₂）二氧化钨是一种具有优异电导性的二氧化物，其表现出的金属-绝缘体相变特性使其在智能开关、温度传感器及存储器领域展现出良好的应用前景。
而且，该材料在气体传感器领域也得到了关注，其超高表面积赋予了良好的吸附性能，使其具备了灵敏度高、响应速度快等优点。
二维材料在电子科技中的应用随着对二维材料研究的深入，其在实际应用中的潜力逐渐显现。
未来5年所有17个行业的发展趋势
未来5年所有17个行业的发展趋势未来5年，随着科技的不断进步和全球经济的发展，预计以下17个行业将会有以下发展趋势：1. 人工智能（AI）：随着AI技术的不断提升，人工智能将在各个领域得到广泛应用，包括自动驾驶、智能助手、机器人等。
2. 云计算和大数据：随着数据量的不断增加，云计算和大数据技术将在企业和个人生活中发挥越来越重要的作用，为数据存储和处理提供更为高效和可靠的解决方案。
3. 5G技术：5G技术将带来前所未有的高速和低延迟的通信网络，将推动互联网的各个方面的发展，包括智能城市、物联网等。
4. 生物技术和医疗健康：生物技术将在医疗领域发挥越来越大的作用，包括基因编辑、精准医疗等，为人类提供更加个性化和精确的医疗服务。
5. 新能源：随着全球对环境保护的重视，新能源行业将迎来更大的发展机会，包括太阳能、风能等。
6. 电子商务：随着互联网的发展，电子商务将继续成为主流的购物方式，同时也会涌现出更多创新的商业模式。
7. 物联网：物联网将会连接各种设备和传感器，提供更为智能和便捷的生活方式，包括智能家居、智能交通等。
8. 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：随着VR和AR技术的成熟，将得到广泛应用于教育、娱乐、工业等领域。
9. 无人机：无人机技术将会在农业、物流和安全等领域得到广泛应用，提高工作效率并节约成本。
10. 金融科技（Fintech）：金融科技将继续改变金融行业的格局，包括数字支付、在线贷款等。
11. 车联网：随着车联网技术的发展，车辆将能够互相通信并与智能交通系统连接，提高交通效率和安全性。
12. 文化创意产业：随着人们生活水平和审美需求的提高，文化创意产业将迎来更大的发展机会，在电影、音乐、游戏等领域创造更多的文化产品。
13. 新材料：新材料行业将会引领未来科技的发展，包括碳纤维、石墨烯等。
14. 智能制造：随着自动化和人工智能技术的应用，智能制造将成为未来工业的发展趋势，提高效率和降低生产成本。
石墨烯-2010诺贝尔物理学奖
完美的石墨烯是二维 的, 它只包括六角元胞 (等角六边形)如果有五角 元胞和七角元胞存在,那 么他们构成石墨烯的缺陷。 如果少量的五角元胞细胞 会使石墨烯翘曲; 12个五 角元胞的会形成富勒烯。 碳纳米管也被认为是卷成 圆桶的石墨烯。 石墨烯是构建其它维 数碳质材料（如零维富勒 烯、一维纳米碳管、三维 石墨）的基本单元。
太空电梯缆线、替代硅生产超级计算机、光子 传感器、液晶显示材料、新一代太阳能电池
在室温下硅基处理器的运行速度达到 4-5GHz 后就很难在继续提高。
使用石墨烯作为基质生产出的处理器 能够达到1THz（即1000GHz） 科学家认为，利用石墨烯制造晶体 管，有可能最终替代现有的硅材料， 成为未来的超高速计算机的基础。
二维材料石墨烯
--2010年诺贝尔物理学奖
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位 俄裔物理学家——安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛夫， 以表彰他们“有关二维材料石墨烯的开创性实验”。
石墨烯简介
金刚石和石墨是人们熟悉的三维结构碳材料。 1985 年，零维富勒烯的发现第一次从维度上丰富 了碳材料。1991 年，碳纳米管的出现再一次将碳 材料的维度扩展到一维空间。当零维、一维和三 维的碳材料被成功合成后，对二维晶体结构实际 存在的可能性，科学界一直存在着争论。传统理 论认为，准二维晶体结构因为本身的热力学不稳 定性，在通常条件下会迅速分解，自然界中不能 稳定存在。2004 年，盖姆和诺沃肖罗夫首次从高 定向热解石墨上成功分离出单层石墨片——石墨 烯，完善了碳材料的维度结构体系，打开了二维 材料之门，使人们得以在二维尺度空间研究材料 的特殊性能。他们在石墨烯的发现、开创性实验 对后续研究发挥着重大引领作用。
用胶带“撕出”的诺贝尔奖
山西省2022-2023学年高二下学期第一次月考化学(理)试题(原卷版)
A.2个B.3个C.4个D.5个
17.萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.Ca位于元素周期表s区
B.每个 周围距离最近且等距的 有4个
C. 位于 构成的四面体空隙
D.基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
（2）基态砷原子的价层电子的轨道表示式为___________。
（3）元素Mg的第一电离能大于Al的第一电离能的原因是___________。
（4）硫化氢和水分子结构相似，硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，原因为：___________。
（5） 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
A. 中离子键的百分数为62%，则 不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B. 通常当作离子晶体来处理，因为 是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近
C. 是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理； 是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
坐标原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0 25
0.125
（6）一个晶胞中有___________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn___________(用分数坐标表示)。 晶体中与单个Sn键合的As有___________个。
24.完成下列问题
（1）基态硫原子核外电子的空间运动状态有___________种；其核外电子运动最高能级的电子云轮廓图的形状为___________。
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石墨烯：引领未来的新材料-建筑论文
石墨烯：引领未来的新材料
文/ 梦莎
欧盟委员会曾宣布将石墨烯加入“未来新兴旗舰技术项目”，将在未来10 年投入10 亿欧元。
石墨烯已在国内外资本市场抛起轩然大波。
有专家预测石墨烯作为革命性的新材料，未来将撬动至少千亿级的产业链。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是目前世上最纤薄、电阻率最小却也是最坚硬的纳米材料，是一种优秀的化学稳定剂，拥有高能量密度、高能效、阻燃效应。
其厚度不超过单个碳原子，从任何方面讲都可以视为是二维结构。
纯石墨烯是透明的，这一特性可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于其二维特性，石墨烯拥有称为“分离电荷”的特性。
这一特性对开发下一代电脑至为重要。
它使量子电路和阴离子电路方面的发展成为可能。
随着石墨烯价值不断攀升，众多有前瞻性的企业加入到研发石墨烯的大潮中。
济南墨希新材料科技有限公司就是其中的佼佼者。
济南墨希新材料科技有限公司是中国与西班牙的合资企业，注册资金1500 万元，公司致力于石墨烯产品的研发、实际应用与工业化生产，推动石墨烯产业的发展。
济南墨希公司入股Graphenano S.L. 公司研发中心，共享其超强的科研实力与高水平的生产技术，在石墨烯应用的众多领域深入的研发，使科技成果转化产品。
济南墨希公司已经在涂料、电缆、树脂和体育运动产品四大领域取得重大突破。
目前济南墨希与西班牙研发中心共同研发出全球首例石墨烯矿物涂料——Graphenstone 格芬石墨烯矿物涂料，它是在千年传统制作工艺的基础上，将西班牙独有天然矿物材料与最新纳米材料石墨烯结合，生产出的最新一代高端纳米涂料。
与传统涂料相比，除具有传统涂料的优越特性外，更具备无机物特性，涂膜与基质相同，具有安全环保，防水透气、耐碱、耐污防火、耐候性佳，不褪色，抗菌防霉，不会造成二次污染等特性。
格芬石墨烯矿物涂料中添加的石墨烯纳米纤维会在涂料中形成纳米网状结构，赋予其天然成分所不具备的坚实性和牢固的骨架，涂料的附着力更加牢固，更具有超耐久性，使得涂料耐擦洗，抗裂纹；同时对损坏砂浆的大气侵蚀因素形成一道不可逾越的屏障，在极端条件下，依然可以发挥其优良的性能，不会产生龟裂；由于石墨烯为优良热导体，散射99% 红外线和85% 的紫外线，可以达到节能降耗、保温隔热的功能；因其独特的配方和纳米技术，还能减少声传播，起到降低噪音的效果，是古建筑修复、医院、酒店、学校、高档建筑、别墅等场所的最佳选择。
格芬石墨烯矿物涂料（内、外墙涂料，导电涂料）已经引进中国市场，石墨烯防腐涂料也进入了最后检测阶段，预计7 月份量产。
济南墨希公司常务副总高飞透露，在复合材料开发领域，石墨烯纳米纤维具备优异的机械性能和电导、热导特性。
拥有石墨烯纳米纤维在塑料、橡胶等聚合物基体中均匀分散技术的济南墨希，使得石墨烯在复合材料方面的应用研究取得重大突破。
比如该公司批量生产的添加石墨烯纳米纤维的橡胶防暴子弹，与传统防暴子弹相比，大大降低了热膨胀系数，同时有效提高其速度与精准度。
济南墨希还与西班牙CATLIKE 公司合作，生产新型石墨烯头盔。
添加石
墨烯的头盔更加轻盈，结构和强度更加优化，同时节约原材料，降低部分生产成本。
目前济南墨希公司的石墨烯在聚丙烯（PP）、尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、ABS 树脂，环氧树脂（航空航天、飞机），酚类（防火），聚酯（质量小可用于汽车造船），环氧树脂，呋喃树脂等树脂塑料中的应用已经成熟，在提高材料的耐磨性能、抗静电性能，阻燃、强度及柔韧性上取得较大成果；
Graphenano S.L. 总部位于阿里坎特，研发中心位于西班牙雷亚尔城，拥有国际先进水平的研发团队，并与卡斯蒂利亚拉曼恰大学签合作，而且与其他大学（加拿大、法国、英国）及企业合作，如Acciona、SiCAT、Saint Gobain、Rhodia、Elcogas。
高飞介绍说，Graphenano 是唯一一家能够在铜箔双面镀膜，拥有3D 涂覆技术的石墨烯公司。
其产品层数可控（单层、双层或某多层），面积可控，现有设备可制作50* 无限长大小石墨烯薄膜，也可根据客户需求制备更大面积的石墨烯薄膜，因为合成成本低，工艺得到简化，使得石墨烯大规模工业化生产得到实现。
另一方面由于石墨烯具有斥水的性质，同时遇水会结团，从而使得石墨烯使用大大受到限制。
目前公司已经从技术上突破了这个瓶颈，应用效果显著。
经过该工艺优化，石墨烯能够很均匀的分散于水及其它有机溶剂，并且不产生结块，性能稳定，这一技术，开创了行业先河，使产品遥遥领先。
Graphenano 首席科学家Jose Luis 教授指出，石墨烯的研究应当以实际应用和产业化为最终目标，只有产、学、研相结合，才能更快更好的使石墨烯这种伟大的材料应用到各个领域，给人们带来更美好的生活。
高飞表示，济南墨希将与Graphenano 紧密合作，依托西班牙的科研
实力及石墨烯应用成果，共同推进石墨烯产业在中国的发展。