石墨烯粉体到底是什么？它的功能是什么？

发布日期：

2023-01-30

　　石墨烯粉体到底是什么?它的功能是什么?

　　石墨烯粉体到底是什么?它的功能是什么?

　　石墨烯是一种二维原子尺度的六角形碳同素异形体，每个顶点有一个原子。它是其他同素异形体的基本结构单元，包括石墨、木炭、碳纳米管和富勒烯。它也可以被认为是无限大芳香分子的后一种情况，平面多环芳香烃家族。石墨烯粉体有许多特性。与石墨烯粉体的厚度成比例，它比坚固的钢强大约100倍。石墨烯粉体可以非常有效地传递热量和电力，而且几乎是透明的。石墨烯还表现出很大的非线性抗磁性，甚至比石墨还大，可以被NdFeB磁体悬浮。研究人员已经确定了双极晶体管效应、电荷的弹道传输以及材料中的大量量子振荡。

　　几十年来，科学家一直在对石墨烯进行理论研究。几个世纪以来，通过使用铅笔和其他类似的石墨应用，很可能会在不知不觉中产生少量的石墨。石墨烯于1962年在电子显微镜中被观察到，但只有当它被加载到金属表面时才被研究。事实证明，高质量石墨易分离，使更多研究成为可能。这项工作因其“二维材料石墨烯的开创性实验”而获得2010年诺贝尔物理学奖。

　　石墨烯粉体的传热是一个活跃的研究领域，由于其在热管理中的潜在应用而受到人们的关注。关于悬浮石墨烯热导率的早期测量报告表明，与热解石墨的室温热导率(接近2000 W|m)相比− 1|K− 1) ，其热导率非常大，约为5300 W|m− 1|K− 然而，后来的研究质疑这一超高值是否被高估，悬浮石墨烯单层的测量值为1500–2500 W|m− 1|K− 1.报告的大范围导热率可能是由于测量的不确定性以及石墨烯质量和加工条件的变化造成的。此外，已知当单层石墨烯负载在非晶材料上时，室温下的热导率降至约500–600 W|m− 1|K− 1.因为石墨烯晶格波被衬底散射，对于包裹在非晶氧化物中的石墨烯，晶格波甚至更低。类似地，对于双层石墨烯，聚合物残留物可以导致悬浮石墨烯的热导率类似地降低到约500–600 W|m− 1|K− 1.

　　一些人认为同位素组成在12c和13c之间，对导热率有显著影响。例如，同位素纯12石墨烯的热导率高于50:50同位素比或自然形成的99:1同位素比。使用Widman-Franz定理，可以证明热传导是声子为主的。然而，对于栅控石墨烯带，由施加的栅偏压引起的费米能频移远大于kBT，这将导致电子贡献的增加，并在低温下主导声子贡献。石墨烯的弹道热导率是各向同性的。

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