2018年公共機構公共基礎知識：最薄最硬的材料石墨烯

2018年公共機構公共基礎知識：最薄最硬的材料石墨烯

目前，生命中有兩種不同的物質，它們都是由碳元素、石墨和石墨烯組成的，石墨是最柔軟的礦物之一，不透明，手感油膩。石墨烯具有優良的導電性和導熱性。可以說，石墨烯和石墨雖然是兄弟，但它們的原理和實際用途卻大相徑庭。石墨是人類長期使用的一種材料，而石墨烯是迄今為止我們生活中常見的一種新材料。接下來，讓我們來看看石墨烯的組成及其工作原理。

石墨烯是一種由碳原子和SP2雜化軌道組成的二維碳納米材料，為六角形和蜂窩狀晶格，具有優異的光學、電學和力學性能，在材料科學、納米微加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景。石墨烯雖然是一種新材料，但它存在于自然界中，但很難剝離出單層結構。石墨烯層是石墨，約為300萬層，厚度為1毫米的石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下幾層甚至一層石墨烯的痕跡。石墨烯似乎是一個復雜的組成部分，但實際上我們在生活的許多方面使用石墨烯。

首先，石墨烯可以用作化學傳感器。這一過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的。根據一些學者的研究，石墨烯化學檢測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比較，石墨烯獨特的二維結構使其對周圍環境非常敏感，是一種理想的電化學生物傳感器材料。石墨烯生物傳感器對檢測藥物中的多巴胺和葡萄糖具有很好的靈敏度，同時，新能源電池也是石墨烯最早的重要商業領域之一，麻省理工學院研制成功了一種具有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板，大大降低了對人體的傷害。他制造透明和可變形太陽能電池的成本。這種電池可用于夜視鏡、相機等小型數字器件中，另外，石墨烯超級電池的成功研發也解決了新能源汽車電池容量不足、充電時間長的問題，極大地加速了新能源電池工業的發展。本系列研究成果為石墨烯在新能源電池工業中的應用鋪平了道路。

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