石墨烯的研究历史

1. 石墨烯的研究历史

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。石墨烯在实验室中是在2004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。他们从高定向热解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，在随后三年内, 安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯在实验中被制备出来。

2. 石墨烯领域的新发现

石墨烯是一层石墨，也被称为铅笔芯中常见的软质材料——原子排列成蜂窝状的六角形。虽然这一描述显然并不令人兴奋，但石墨烯实际上正在成为科学中最通用的新材料之一。石墨烯是已知宇宙中最强大的材料之一，它的强度是钢的100倍，具有惊人的灵活性，还有许多其他的才能潜伏在表面之下。虽然我们没有时间详细介绍1000个用途，但这里有一些迄今为止最令人兴奋的石墨烯发现。 
  
  想象一个只有一个原子厚度的柔韧、透明的显示器或光带。这是石墨烯可以帮助实现的，哥伦比亚大学(University)工程学、首尔国立大学(Seoul National University)和韩国标准与科学研究所(Korea research Institute of Standards and Science)的科学家们的研究证明了这一点。 
  
  通过将一小片石墨烯连接到金属电极上，并通过电流通过它们，石墨烯被显示为加热和发光。哥伦比亚大学教授詹姆斯·修斯称其为“世界上最薄的电灯泡”。找到一种方法将这一突破转化为可穿戴设备。 
  
  石墨烯也可以作为超导体，这意味着电流可以通过零电阻流动，这一发现是由英国剑桥大学的研究人员发现的。这种作用是通过将石墨烯与一种叫做镨氧化铈(PCCO)的物质结合起来的。 
  
  超导材料为什么重要?因为在未来，它们可以提供无限能量的来源，因为它们不需要不断地提供电流。 
  
  为了产生声音，经常说话的人在空气中通过来回移动来制造压力波。石墨烯最终可能提供一种不同的方法。研究人员从英国埃克塞特大学(University of Exeter)已经演示了石墨烯是如何创建一种非移动的固态音频设备，它可能有一天会取代你现有的笨重的音响系统，用一种叫做“热声声音生成”的东西。这个过程使用石墨烯来周期性地改变空气的温度，而不是在物理上移动一个部件，这样就能使空气的温度达到一个很高的水平——足以产生可听见的频率。 
  
  一层石墨烯棒极了。你知道什么更棒吗?两层石墨烯加在一起。这是来自乔治亚理工学院的研究人员最近展示的一项演示，展示了两层石墨烯薄膜——仅仅是两层石墨——可以通过钻石尖端来抵抗穿孔。希望是将它发展成超薄的防弹衣，像金属箔一样轻，但像钻石一样坚固，能够阻止子弹在其轨道上死亡。(有趣的是，石墨烯屏蔽的超硬化效应只有在使用两层石墨烯时才会产生效果）。 
  
  想象一下，如果你可以用一种特殊的涂层来粉刷建筑物，当它感觉底层结构需要维修时，它会改变颜色。这就是德国莱布尼兹聚合物研究所的研究人员所取得的成果，他们使用了一种智能石墨烯涂层，通过改变颜色来表示断裂和骨折。在鱼鳞反射光线的方式的启发下，这种涂层被设计用来放大特定波长的光，但却使其他光线变得暗淡。石墨烯薄片被放置在一个特定角度的表面，因此，如果在某种程度上受到损害，它们会反弹回红色、黄色和绿色。 
  
  石墨烯的检测能力不仅仅是建立 健康 。伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员已经证明，它也能帮助检测癌细胞。在一项实验中，他们将老鼠的脑细胞置于石墨烯薄片上，并发现它能够区分单个癌细胞(胶质母细胞瘤或GMB细胞)和正常细胞。德克萨斯大学奥斯汀分校的其他研究人员还发明了一种基于石墨烯的临时纹身，能够追踪人的生命体征，如皮肤温度和水合作用。 
  
  从今年开始，你可以买到用石墨烯制作的跑鞋，这要归功于英国的合作伙伴关系。曼彻斯特大学(University of Manchester)和运动服装品牌inov-8。这双鞋已经在实验室里进行了测试，而且据报道，石墨烯复合橡胶外底(鞋的部分实际上是石墨烯)比传统材料更结实、更有弹性，使鞋子更耐穿和撕裂。 
  
  石墨烯还可以用来制造新的电池，这种电池可以快速充电。一家名为东旭光电(Dongxu optoelectronics)的中国公司制造了一款名为“G-King”(G-King)的电池组，它的容量高达4800毫安，但据报道，在一刻钟的时间内，它就能从空中充电。该电池据称也足够强大，可以被释放并充电3500次——这比普通锂离子电池要多。 
  
  看到现在，相信大家会觉得石墨烯的功能非常强大。没错，重庆元石盛石墨烯薄膜公司致力于石墨烯研究多年，且在其石墨烯透明导电膜上有重大技术突破。

3. 石墨烯领域的新发现

石墨烯是一层石墨，也被称为铅笔芯中常见的软质材料——原子排列成蜂窝状的六角形。虽然这一描述显然并不令人兴奋，但石墨烯实际上正在成为科学中最通用的新材料之一。石墨烯是已知宇宙中最强大的材料之一，它的强度是钢的100倍，具有惊人的灵活性，还有许多其他的才能潜伏在表面之下。虽然我们没有时间详细介绍1000个用途，但这里有一些迄今为止最令人兴奋的石墨烯发现。 
  
  想象一个只有一个原子厚度的柔韧、透明的显示器或光带。这是石墨烯可以帮助实现的，哥伦比亚大学(University)工程学、首尔国立大学(Seoul National University)和韩国标准与科学研究所(Korea research Institute of Standards and Science)的科学家们的研究证明了这一点。 
  
  通过将一小片石墨烯连接到金属电极上，并通过电流通过它们，石墨烯被显示为加热和发光。哥伦比亚大学教授詹姆斯·修斯称其为“世界上最薄的电灯泡”。找到一种方法将这一突破转化为可穿戴设备。 
  
  石墨烯也可以作为超导体，这意味着电流可以通过零电阻流动，这一发现是由英国剑桥大学的研究人员发现的。这种作用是通过将石墨烯与一种叫做镨氧化铈(PCCO)的物质结合起来的。 
  
  超导材料为什么重要?因为在未来，它们可以提供无限能量的来源，因为它们不需要不断地提供电流。 
  
  为了产生声音，经常说话的人在空气中通过来回移动来制造压力波。石墨烯最终可能提供一种不同的方法。研究人员从英国埃克塞特大学(University of Exeter)已经演示了石墨烯是如何创建一种非移动的固态音频设备，它可能有一天会取代你现有的笨重的音响系统，用一种叫做“热声声音生成”的东西。这个过程使用石墨烯来周期性地改变空气的温度，而不是在物理上移动一个部件，这样就能使空气的温度达到一个很高的水平——足以产生可听见的频率。 
  
  一层石墨烯棒极了。你知道什么更棒吗?两层石墨烯加在一起。这是来自乔治亚理工学院的研究人员最近展示的一项演示，展示了两层石墨烯薄膜——仅仅是两层石墨——可以通过钻石尖端来抵抗穿孔。希望是将它发展成超薄的防弹衣，像金属箔一样轻，但像钻石一样坚固，能够阻止子弹在其轨道上死亡。(有趣的是，石墨烯屏蔽的超硬化效应只有在使用两层石墨烯时才会产生效果）。 
  
  想象一下，如果你可以用一种特殊的涂层来粉刷建筑物，当它感觉底层结构需要维修时，它会改变颜色。这就是德国莱布尼兹聚合物研究所的研究人员所取得的成果，他们使用了一种智能石墨烯涂层，通过改变颜色来表示断裂和骨折。在鱼鳞反射光线的方式的启发下，这种涂层被设计用来放大特定波长的光，但却使其他光线变得暗淡。石墨烯薄片被放置在一个特定角度的表面，因此，如果在某种程度上受到损害，它们会反弹回红色、黄色和绿色。 
  
  石墨烯的检测能力不仅仅是建立 健康 。伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员已经证明，它也能帮助检测癌细胞。在一项实验中，他们将老鼠的脑细胞置于石墨烯薄片上，并发现它能够区分单个癌细胞(胶质母细胞瘤或GMB细胞)和正常细胞。德克萨斯大学奥斯汀分校的其他研究人员还发明了一种基于石墨烯的临时纹身，能够追踪人的生命体征，如皮肤温度和水合作用。 
  
  从今年开始，你可以买到用石墨烯制作的跑鞋，这要归功于英国的合作伙伴关系。曼彻斯特大学(University of Manchester)和运动服装品牌inov-8。这双鞋已经在实验室里进行了测试，而且据报道，石墨烯复合橡胶外底(鞋的部分实际上是石墨烯)比传统材料更结实、更有弹性，使鞋子更耐穿和撕裂。 
  
  石墨烯还可以用来制造新的电池，这种电池可以快速充电。一家名为东旭光电(Dongxu optoelectronics)的中国公司制造了一款名为“G-King”(G-King)的电池组，它的容量高达4800毫安，但据报道，在一刻钟的时间内，它就能从空中充电。该电池据称也足够强大，可以被释放并充电3500次——这比普通锂离子电池要多。 
  
  看到现在，相信大家会觉得石墨烯的功能非常强大。没错，重庆元石盛石墨烯薄膜公司致力于石墨烯研究多年，且在其石墨烯透明导电膜上有重大技术突破。

4. 石墨烯的制备国内外已有哪些相关研究

1．1微机械剥离法石墨烯最早是通过微机械剥离法制得的。2004年，曼彻斯特大学Geim等[1]用胶带从石墨上剥下少量单层石墨烯片，成为石墨烯的发现者，并引发了新一波碳质材料的研究热潮。该法虽然可以获得质量较好的单层和双层石墨烯，能部分满足实验室的研究需要，但产量和效率过低，高质量的石墨烯的规模制备成为人们追求的目标。 1．2氧化石墨还原法近年来，人们不断的探索新方法以提高石墨烯的产量，其中氧化还原法由于其稳定性而被广泛采用。这种方法首先制备氧化石墨∞]，先将石墨粉分散在强氧化性混合酸中，例如浓硝酸和浓硫酸，然后加入高锰酸钾或氯酸钾强等氧化剂得到氧化石墨，再经过超声处理得到氧化石墨烯，最后通过还原得到石墨烯。然而，氧化过程会导致大量的结构缺陷，这些缺陷即使经 1100℃退火也不能完全被消除，仍有许多羟基、环氧基、羰基、羧基的残留。缺陷导致的电子结构变化使石墨烯由导体转为半导体，严重影响石墨烯的电学性能，制约了它的应用。但是含氧基团的存在使石墨烯易于分散在溶剂中，且使石墨烯功能化，易于和很多物质反应，使石墨烯氧化物成为制备石墨烯功能复合材料的基础。1．3石 墨层间化合物途径石墨插层复合物是以天然鳞...
感觉这样的提问没有意义
建议自己下去查查资料

5. 中国的石墨烯技术研究进展？

材料技术是科技进步的标志，在石墨烯研究领域，中国走在了前沿！

6. 石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，自2004年发现

     B         试题分析：根据题意分析。A、石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，故石墨烯是单质，正确；B、石墨烯是由碳原子构成的，不是由分子构成的物质，错误；C、碳单质充分燃烧，都生成二氧化碳，正确；D、由石墨具有导电性，可知从石墨材料中剥离出的石墨烯也具有导电性，正确。故选B点评：熟练掌握碳单质的物理性质和化学性质，是解答本题的关键，只有这样才能对问题做出正确的判断。    

7. 石墨烯制备技术突破，将会为哪些领域带来革命性变化

　　1、石墨烯不溶于水，可以与聚合物混合作为防锈涂层
　　2、石墨烯扬声器很薄，他们通过电流产生的热能而发声，而不是通过隔膜振动，因此可以做成任何形状。
　　3、配备石墨烯超级电容的电脑芯片有望淘汰电池。
　　4、石墨烯氧化物微粒可以结合放射性污染物，并且聚集成团，非常便于后期收集。
　　5、墨烯比硅具有更好的导电性，它使用更少的电力，产生更少的热量，因此石墨烯在处理这些1s和0s极有可能比硅快得多。
　　6、把石墨烯贴在聚合物上，当聚合物通入电流时，会发生伸缩现象，而这正是构成人造肌肉的关键部件。
　　7、石墨烯泡沫可探测低浓度爆炸物。
　　8、石墨烯制成的泡沫过滤器可以用于DNA测序。
　　9、石墨烯和碳纳米管复合纤维比通常用于制备防弹背心的凯夫拉纤维具有更高的强度。
　　10、利用单层石墨烯作为底片，并在底片上添加硫化铅晶体，即可制成一个兼具高灵敏性和高柔韧性的夜视光电探测器。

8. 科学家发现石墨烯竟然还能用来做这个

石墨烯是一种由碳原子构成的具有单原子层厚度的“ 神奇材料 ”，现在这种材料又有另一个潜在应用。在美国西北大学黄嘉兴教授的带领下，科学家们用它来创造一种染发剂，这种染发剂比普通染发剂的伤害要小得多。  
  
 
  
  
   通常，染发剂会混入一些有害的化学物质，如氨水等。这些用来“撬开”构成每根头发表皮层的重叠鳞片。一旦打开这些毛鳞片，来自染料的着色剂分子就能够进入头发，对其进行化学改变，从而改变颜色。  
  
 
  
  
   不用说，这个过程肯定会影响发质。着色剂分子也可能是有毒的，因为它们很小，所以它们有可能穿过皮肤进入人体，引起不良反应。  
  
 
  
     
   石墨烯片不仅是无毒的，而且因为它们比常规染发剂中使用的着色剂分子大得多，所以它们不可能穿过皮肤。 石墨烯片不仅是无毒的，而且因为它们比常规染发剂中使用的着色剂分子大得多，所以它们不可能穿过皮肤。 
  
 
  
  
   另一方面，石墨烯是无毒且化学惰性的。西北大学研究人员创造的染发剂包含石墨烯的小片材料，将自身包裹在各根毛发周围，形成均匀的涂层，使这些毛发具有石墨烯的自然色彩。  
  
 
  
  
   染料中的无毒聚合物粘合剂可使这些石墨烯材料粘在头发上，至少可经受30次清洗，防止颜色褪色。  
  
 
  
  
   石墨烯片不仅是无毒的，而且因为它们比常规染发剂中使用的着色剂分子大得多，所以它们不可能穿过皮肤。此外，由于石墨烯具有抗静电特性，因此染料应该可以防止头发产生静电。据报道将染发剂涂在头发上然后干燥的过程不到10分钟。  
  
 
  
  
   染发剂使用了较常见的廉价氧化石墨烯，因此成本并不高昂。“人们可以使用这种染发剂使头发表面上具有导电性，”黄嘉兴教授表示。“然后，它可以与可穿戴电子设备集成，或成为导电探头，我们只受到我们的想象力的限制。”  
  
 
  
  
   关于这项研究的论文最近发表在《Chem》杂志上。