石墨烯结构图. 共29页
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石墨烯结构图
石墨烯手机
什么是石墨烯？
• 石墨烯（Graphene）是一种二维碳材料，是单层石墨烯、 双层石墨烯和少层石墨烯的统称。石墨烯一直被认为是假 设性的结构，无法单独稳定存在，直至2019年，英国曼彻 斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦 丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在实验中 从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也 因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2019年 诺贝尔物理学奖。并且，石墨烯在自然界也有产出，它体 现为高能物理状态下的圈量子的粒子态相。
石墨烯的特点
• 石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料， 它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系 数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常 温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳 米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8 Ω·m，比 铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电 阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可 用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件 或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好 的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、 甚至是太阳能电池。石墨烯电池或将引领改革： 充电10分钟跑1000公里。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
• 一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学
家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”， 石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电
导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比 目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透 明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质 的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前 的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发； 石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电 池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、 更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性， 从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣， 甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应 用前景十分广阔．
• 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。人们 发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢
铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望
在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，
电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导
体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电
子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形 式释放了一些能量，2019年一般的电脑芯片以这 种方式浪费了72%-81%的电能，石墨烯则不同， 它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非比寻 常的优良特性。
Biblioteka Baidu读题
• 1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散 热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材 料散热的难题，这是利用石墨烯的 （填选项前的字母）； (2分) A．透光性好 B．硬度大 C．导热性好 D．导电性强 (2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为 ； (1分) (3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材 料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最 有价值且可探究的问题是 （填选项前的字母）．(2分) A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？” B．“如何提取石墨烯这种物质？” C．“石墨烯在生活中有什么用处？” D．“石墨烯为什么很薄？”
元年到来
中国石墨烯产业技术创新战略联盟率领贝特 瑞、正泰集团、常州第六元素、亿阳集团等四家 上市公司的代表参加了西班牙的石墨烯会议，并 分别与意大利、瑞典代表团签订了深度战略合作 协议，为“石墨烯全球并购，中国整合”战略打 响了第一枪。此外，2019年3月初全球首批3万部 量产石墨烯手机在重庆发布，开启了石墨烯产业 化应用的新时代。石墨烯入选“十三五”新材料 规划已经基本落定，预计2019年将成为中国石墨 烯产业爆发元年
研究历史
• 石墨烯在实验室中是在2019年，当时，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。这以后，制备石墨 烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石 墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此，两人在 2019年获得诺贝尔物理学奖。
尽管特斯拉实现这种高性能石墨烯电池的量产，可能 需要数年的时间，但是只要能够做出高性能石墨烯电池， 那么电动汽车就没有什么值得挑剔的了。这也意味着，电 动汽车离成为主流又更近了一步。
石墨烯时代
任正非在接受媒体采访时声称，未来10 至20年内会爆发一场技术革命，“我认为 这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代 颠覆硅时代”，“现在芯片有极限宽度， 硅的极限是七纳米，已经临近边界了，石 墨是技术革命前沿”。这里提到的石墨烯。
最新应用
根据美国环保局公布的信息，我们知道特斯拉广受好 评的Model S电动汽车一次充电可以行驶265英里。然而， 该公司的CEO伊隆·马斯克上个月在接受媒体采访时表示， “一次充电行驶500英里也是有可能的，而且我们很快就 能做到这一点。”
特斯拉可能很快就会推出一次充电即可行驶500英里 的电动汽车，因为高性能石墨烯电池的研发取得了不错的 进展，而这种电池的输出密度是锂离子电池的四倍。
答案
• （1）C （2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管 （3） A 试题分析：（1）多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了交通信号 和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，说明石墨烯由很好的导热 性． （2）石墨烯应用于超级计算机的研发，石墨烯晶体管的传输速度远 远超过目前的硅晶体管． （3）“石墨烯是一种神奇的物质，是人类至今发现的厚度最薄、强 度最高的材料”．石墨烯很薄，硬度很大，决定了它的作用很特殊， 因此人们研究“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系”， 很用价值，所以A正确； 因石墨烯材料已经研究并教授获得2019年诺贝尔物理学奖；还知道石 墨烯是人类发现的厚度最薄、强度最高的材料因此问题“如何提取石 墨烯这种物质？”“石墨烯在生活中有什么用处？”的探究意义不大； 所以选项B、C没有探究价值． 我们虽知道石墨烯是人类至今发现强度最高的材料，石墨烯本身很薄 强度大，研究为什么薄是没有实际意义的，所以D没有研究价值．
石墨烯手机
什么是石墨烯？
• 石墨烯（Graphene）是一种二维碳材料，是单层石墨烯、 双层石墨烯和少层石墨烯的统称。石墨烯一直被认为是假 设性的结构，无法单独稳定存在，直至2019年，英国曼彻 斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦 丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在实验中 从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也 因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2019年 诺贝尔物理学奖。并且，石墨烯在自然界也有产出，它体 现为高能物理状态下的圈量子的粒子态相。
石墨烯的特点
• 石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料， 它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系 数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常 温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳 米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8 Ω·m，比 铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电 阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可 用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件 或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好 的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、 甚至是太阳能电池。石墨烯电池或将引领改革： 充电10分钟跑1000公里。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
• 一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学
家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”， 石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电
导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比 目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透 明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质 的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前 的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发； 石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电 池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、 更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性， 从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣， 甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应 用前景十分广阔．
• 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。人们 发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢
铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望
在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，
电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导
体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电
子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形 式释放了一些能量，2019年一般的电脑芯片以这 种方式浪费了72%-81%的电能，石墨烯则不同， 它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非比寻 常的优良特性。
Biblioteka Baidu读题
• 1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散 热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材 料散热的难题，这是利用石墨烯的 （填选项前的字母）； (2分) A．透光性好 B．硬度大 C．导热性好 D．导电性强 (2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为 ； (1分) (3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材 料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最 有价值且可探究的问题是 （填选项前的字母）．(2分) A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？” B．“如何提取石墨烯这种物质？” C．“石墨烯在生活中有什么用处？” D．“石墨烯为什么很薄？”
元年到来
中国石墨烯产业技术创新战略联盟率领贝特 瑞、正泰集团、常州第六元素、亿阳集团等四家 上市公司的代表参加了西班牙的石墨烯会议，并 分别与意大利、瑞典代表团签订了深度战略合作 协议，为“石墨烯全球并购，中国整合”战略打 响了第一枪。此外，2019年3月初全球首批3万部 量产石墨烯手机在重庆发布，开启了石墨烯产业 化应用的新时代。石墨烯入选“十三五”新材料 规划已经基本落定，预计2019年将成为中国石墨 烯产业爆发元年
研究历史
• 石墨烯在实验室中是在2019年，当时，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。这以后，制备石墨 烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石 墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此，两人在 2019年获得诺贝尔物理学奖。
尽管特斯拉实现这种高性能石墨烯电池的量产，可能 需要数年的时间，但是只要能够做出高性能石墨烯电池， 那么电动汽车就没有什么值得挑剔的了。这也意味着，电 动汽车离成为主流又更近了一步。
石墨烯时代
任正非在接受媒体采访时声称，未来10 至20年内会爆发一场技术革命，“我认为 这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代 颠覆硅时代”，“现在芯片有极限宽度， 硅的极限是七纳米，已经临近边界了，石 墨是技术革命前沿”。这里提到的石墨烯。
最新应用
根据美国环保局公布的信息，我们知道特斯拉广受好 评的Model S电动汽车一次充电可以行驶265英里。然而， 该公司的CEO伊隆·马斯克上个月在接受媒体采访时表示， “一次充电行驶500英里也是有可能的，而且我们很快就 能做到这一点。”
特斯拉可能很快就会推出一次充电即可行驶500英里 的电动汽车，因为高性能石墨烯电池的研发取得了不错的 进展，而这种电池的输出密度是锂离子电池的四倍。
答案
• （1）C （2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管 （3） A 试题分析：（1）多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了交通信号 和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，说明石墨烯由很好的导热 性． （2）石墨烯应用于超级计算机的研发，石墨烯晶体管的传输速度远 远超过目前的硅晶体管． （3）“石墨烯是一种神奇的物质，是人类至今发现的厚度最薄、强 度最高的材料”．石墨烯很薄，硬度很大，决定了它的作用很特殊， 因此人们研究“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系”， 很用价值，所以A正确； 因石墨烯材料已经研究并教授获得2019年诺贝尔物理学奖；还知道石 墨烯是人类发现的厚度最薄、强度最高的材料因此问题“如何提取石 墨烯这种物质？”“石墨烯在生活中有什么用处？”的探究意义不大； 所以选项B、C没有探究价值． 我们虽知道石墨烯是人类至今发现强度最高的材料，石墨烯本身很薄 强度大，研究为什么薄是没有实际意义的，所以D没有研究价值．