石墨烯的主要應用1、傳感器石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據(jù)部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、晶體管石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率。石墨烯可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。云南石墨烯導熱地暖管材

石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料植被研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報道的有：機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年，Geim等***用微機械剝離法，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)要求，目前只能作為實驗室小規(guī)模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在規(guī)?；苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學反應,生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐，通入含碳氣體，如：碳氫化合物，它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯，通過輕微的化學刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。云南石墨烯納米材料氧化石墨烯分散液可與復合材料進行原位復配，從而賦予復合材料導電、導熱、增強、阻燃、抑菌等性能。

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點:碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp鍵，即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導電和光學性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率比較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應可以通過電場作用改變化學勢而被觀察到，而科學家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應。

科學家們已成功運用二維材料組裝成了兼具很小人造孔的海水脫鹽設備，容許直徑大于其裂縫本身的離子通過，沖破了傳統(tǒng)觀念，為制造高通量水脫鹽膜鋪墊了道路。曼徹斯特大學國家石墨烯研究所（NGI）的研究人員成功地在一個尺碼*為幾埃（）的新型膜片上制造了小尺碼的狹縫。這使得能夠研究各種離子到底如何通過這些細微的孔。這些狹縫由石墨烯、六方氮化硼（hBN）和二硫化鉬（MoS2）制成，并且令人驚訝的是，它容許直徑大于其自身尺碼的離子時有發(fā)生滲透。這種尺碼排阻研究利于更好地明了相近規(guī)模的生物過濾器如水通道蛋白的工作機理，從而有助于開發(fā)用以海水脫鹽和相關(guān)技術(shù)的高通量過濾器。對于對流體及其過濾行為感興趣的科學家來說，可控地制造大小相近小離子和單個水分子的毛細管是一個***但好像遙遠的目標。研究人員始終在試圖模擬自然時有發(fā)生的離子運輸系統(tǒng)，但實情驗證這是不容易的。用到基準技術(shù)和常規(guī)材質(zhì)制造的通道不幸受到材質(zhì)表面固有粗糙度的限制，其大小一般而言比小離子的水合直徑大**少十倍。今年早些時候，NGI開發(fā)的石墨烯氧化物衍生膜受到相當大的關(guān)注，是新型過濾技術(shù)的潛力運動員。石墨烯粉體生產(chǎn)的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。

目前第六元素全資子公司常州第六元素半導體有限公司已與客戶成功開發(fā)石墨烯超級銅復合材料（“超級銅”），“超級銅”利用CVD沉積技術(shù)制備而成，石墨烯超級銅導電率高于銀10%，如成功應用于電機，若按10%替換，則每年節(jié)約用電，相當于葛洲壩電站近2個月的發(fā)電量，節(jié)約電費約20億元。近日，中國中車高電導率銅基復合材料“超級銅”登上央視《焦點訪談》節(jié)目。據(jù)中國中車介紹，“超級銅”由中車研究院與上海交通大學張荻團隊聯(lián)合研發(fā)，是一種高電導率銅基復合材料?！俺夈~”利用石墨烯較好的導電性和力學性能與銅材料片堆疊制成，實現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢互補。經(jīng)過實驗驗證，超級銅的導電性能超過銀10%，如果全國10%的電機用上這種“超級銅”材料，那么一年可以節(jié)省出180多億度電。180億度電相當于節(jié)省出一個葛洲壩電站（2022年葛洲壩電站完成發(fā)電量）。目前，“超級銅”已完成中試驗證，驗證了超級銅的量產(chǎn)可行性，并實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，接下來將加快批量化制造進程。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團。上海石墨烯研發(fā)

可用于注射和擠出成型制件，尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運輸?shù)阮I域的管材制件。云南石墨烯導熱地暖管材

石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。具備低溫遠紅外功能，集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使其對周圍的環(huán)境非常敏感，是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然能穩(wěn)定地工作。石墨烯具有質(zhì)量輕、高化學穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點，使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點：碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰者鄭原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導電和光學性能。云南石墨烯導熱地暖管材