石墨烯地暖墙画

被称为“黑金”的石墨烯,到底有多强?

发布日期:2020-02-04 作者: 点击:

石墨烯作为一种纳米材料经常出现在新闻里,它被媒体鼓吹为“新材料之王”,这是言过其实?还是确有其事?

看上去,这种“新材料”与我们的距离非常遥远。而实际上,它早已出现在生活之中,只是没被察觉罢了。比如石墨烯口罩已经面世,而且其防雾霾效果远远优于市面上的口罩。

今天我要讲的一种材料叫石墨烯,它是一种纳米材料,很小。它有很多优异的性能,那么一个材料优质的性能从哪里来?大家想过这个问题吗?

第一,从它是什么元素,第二,这些元素是怎么排列的。

同样是碳,为什么钻石、石墨、二氧化碳的价值差距这么大?

比如钻石和石墨两种材料,他们都是由碳构成的,但是这种两种材料在我们日常生活中价值似乎完全不同。

钻石颜值很高,价格很贵,它透明、坚硬、绝缘。相反,石墨是什么?它是黑色的、 松软的、导电的,两种材料完全相反,然而它们都是实实在在由碳组成的材料。

石墨烯


如果我说这位女士你带的0.2克的这块碳是从哪里买的?你肯定感到不高兴,“我这是钻石”。

然而这些钻石也好,石墨也好,和我们呼出的二氧化碳里面的碳都是一样的。好比说,今天你大概呼出了2000多克拉的碳,那么你就觉得这个呼吸好值钱。

结构不一样造成了性质的不一样,我们可以看到,在图中钻石是一个三维结构,而石墨在二维层面有一个很强的化学键连接,在层和层之间是一种很弱的化学键,叫范德华力[1]的连接,这就造成了它们性质的巨大的不同。

我们今天要谈的是个纳米碳材料,那我们就看看在纳米的结构里面,材料的结构对材料的性质究竟会造成什么样的影响。

第一,〇维碳,也叫碳60。我们看到它是笼子状的结构,它是一种五边形和六边形拼凑起来的,跟足球非常像,所以它有一个另外的名字叫“足球烯”。

如果我们在足球的每一个拼凑的键点上放一个原子,我们就完全相同地制造了一个碳60的这样的一个分子结构。


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