石墨烯在水處理中的應用

❶ 石墨烯有何用處

石墨烯目前是一種熱門材料，起用途也是它的特性決定的，首先石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；其次作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。

應用前景可做"太空電梯"纜線據科學家稱，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質，它將擁有眾多令人神往的發展前景。它不僅可以開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以製造出超堅韌的防彈衣，甚至還為"太空電梯"纜線的製造打開了一扇"阿里巴巴"之門。美國研究人員稱，"太空電梯"的最大障礙之一，就是如何製造出一根從地面連向太空衛星、長達23000英里並且足夠強韌的纜線，美國科學家證實，地球上強度最高的物質"石墨烯"完全適合用來製造太空電梯纜線！人類通過"太空電梯"進入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發明出製造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發出了400萬美元的懸賞。

代替硅生產超級計算機

科學家發現，石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合於高頻電路。高頻電路是現代電子工業的領頭羊，一些電子設備，例如手機，由於工程師們正在設法將越來越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，於是，高頻的提升便受到很大的限制。由於石墨烯的出現，高頻提升的發展前景似乎變得無限廣闊了。這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產未來的超級計算機。

光子感測器

石墨烯還可以以光子感測器的面貌出現在更大的市場上，這種感測器是用於檢測光纖中攜帶的信息的，現在，這個角色還在由硅擔當，但硅的時代似乎就要結束。去年10月，IBM的一個研究小組首次披露了他們研製的石墨烯光電探測器，接下來人們要期待的就是基於石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的，用它製造的電板比其他材料具有更優良的透光性。

其它應用

石墨烯還可以應用於晶體管、觸摸屏、基因測序等領域，同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類細胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做綳帶,食品包裝甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光電化學電池可以取代基於金屬的有機發光二極體,因石墨烯還可以取代燈具的傳統金屬石墨電極,使之更易於回收。這種物質不僅可以用來開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣，甚至能讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現實。
石墨烯-特性

電子運輸

石墨烯結構示意圖在發現石墨烯以前，大多數（如果不是所有的話）物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發現立即震撼了凝聚態物理界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在，但是單層石墨烯在實驗中被制備出來。這些可能歸結於石墨烯在納米級別上的微觀扭曲。

石墨烯還表現出了異常的整數量子霍爾行為。其霍爾電導=2e2/h,6e2/h,10e2/h....為量子電導的奇數倍，且可以在室溫下觀測到。這個行為已被科學家解釋為「電子在石墨烯里遵守相對論量子力學，沒有靜質量」。

導電性

石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。這種穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。

石墨烯最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更准確地，應稱為「載荷子」(electricchargecarrier)，的性質和相對論性的中微子非常相似。

石墨烯有相當的不透明度：可以吸收大約2.3%的可見光。而這也是石墨烯中載荷子相對論性的體現。

機械特性

石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。哥倫比亞大學的物理學家對石墨烯的機械特性進行了全面的研究。在試驗過程中，他們選取了一些之間在10—20微米的石墨烯微粒作為研究對象。研究人員先是將這些石墨烯樣品放在了一個表面被鑽有小孔的晶體薄板上，這些孔的直徑在1—1.5微米之間。之後，他們用金剛石製成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，以測試它們的承受能力。

研究人員發現，在石墨烯樣品微粒開始碎裂前，它們每100納米距離上可承受的最大壓力居然達到了大約2.9微牛。據科學家們測算，這一結果相當於要施加55牛頓的壓力才能使1米長的石墨烯斷裂。如果物理學家們能製取出厚度相當於普通食品塑料包裝袋的（厚度約100納米）石墨烯，那麼需要施加差不多兩萬牛的壓力才能將其扯斷。換句話說，如果用石墨烯製成包裝袋，那麼它將能承受大約兩噸重的物品。

電子的相互作用

利用世界上最強大的人造輻射源，美國加州大學、哥倫比亞大學和勞倫斯·伯克利國家實驗室的物理學家發現了石墨烯特性新秘密：石墨烯中電子間以及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強烈的相互作用。

科學家藉助了美國勞倫斯伯克利國家實驗室的「先進光源（ALS）」電子同步加速器。這個加速器產生的光輻射亮度相當於醫學上X射線強度的1億倍。科學家利用這一強光源觀測發現，石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強烈，而且電子和電子之間也有很強的相互作用。[1]

石墨烯-研究成果

中國

石墨烯薄膜在國家自然科學基金委員會、科技部和中國科學院的資助下，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室先進炭材料研究部研究員成會明、任文才研究小組在石墨烯的控制制備、結構表徵與物性的研究方面取得了一系列新的進展，相關的研究成果發表在國際期刊上。

該論文被美國化學會的ACSNano雜志選為該期「亮點」進行了重點介紹；同時也被《自然—中國》選為來自中國大陸和香港的突出科研成果，《自然—中國》化學領域的評論員VickiCleave博士撰文寫道：「來自中國科學院的任文才、成會明及其合作者提出了一種快速、無損、可進行大面積石墨烯表徵的光學方法，該工作有助於確定和制備適於應用的理想石墨烯樣品。」

韓國

韓國研究人員09年7月發現了一種制備大尺寸石墨烯薄膜的方法。

由韓國成均館大學和三星先進技術研究院的研究人員制備出的這種最新石墨烯薄膜有1厘米厚，透光率達80%；在彎曲或延展過程中，它不僅不會斷裂，其電學特性也不會有任何改變。他們的這一成果已於1月14日發表在英國《自然》雜志網路版上。[1]

石墨烯-應用

石墨烯的應用范圍很廣，從電子產品到防彈衣和造紙，甚至未來的太空電梯都可以以石墨烯為原料。

1.可做「太空電梯」纜線

據科學家稱，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質，它將擁有眾多令人神往

太空電梯的發展前景。它不僅可以開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以製造出超堅韌的防彈衣，甚至還為「太空電梯」纜線的製造打開了一扇「阿里巴巴」之門。美國研究人員稱，「太空電梯」的最大障礙之一，就是如何製造出一根從地面連向太空衛星、長達23000英里並且足夠強韌的纜線，美國科學家證實，地球上強度最高的物質「石墨烯」完全適合用來製造太空電梯纜線。

人類通過「太空電梯」進入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發明出製造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發出了400萬美元的懸賞。

2.代替硅生產超級計算機

據科學家稱，石墨烯除了異常牢固外，還具有一系列獨一無二的特性，石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料，這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產未來的超級計算機。

IBM宣布研發出號稱全世界速度最快的石墨烯(graphene)場效晶體管(FET)，可在26GHz頻率下運作。該公司ThomasJ.Watson研究中心的研究人員並預測，碳元素更高的電子遷移率，可望使該種材料超越硅的極限，達到100GHz以上的速度跨入兆赫(terahertz)領域。

石墨烯-榮獲諾貝爾獎

2010年10月5日，英國曼徹斯特大學的兩位科學家康斯坦丁·諾沃肖洛夫和安德烈·海姆因在石墨烯方面的研究榮獲2010年諾貝爾物理學獎。[2]

石墨烯-部分石墨烯研究成果

2009年12月1日在美國召開的材料科學國際會議上，日本富士通研究所宣布，他們用石墨烯製作出了幾千個晶體管。富士通研究所的研究人員將原料氣體吹向事先塗有用做催化劑的鐵的襯底，在這種襯底上製成大面積石墨烯薄膜。大面積的石墨烯制備一直是個難題。富士通用上述方法製成了高質量的7.5厘米直徑的石墨烯膜。在此基礎上，再配置電極和絕緣層，製成了石墨烯晶體管。由於石墨烯面積較大，富士通在上面製成了幾千個晶體管。石墨烯晶體管比硅晶體管功耗低和運行速度快，可製作出性能優良的半導體器件。如果改進技術後有望進一步擴大石墨烯面積，這樣能夠製作出更多的晶體管和石墨烯集成電路，為生產高檔電子產品創造了條件。2009年11月日本東北大學與會津大學通過合作研究發現，石墨烯可產生太赫茲光的電磁波。研究人員在硅襯底上製作了石墨烯薄膜，將紅外線照射到石墨烯薄膜上，只需很短時間就能放射出太赫茲光。如果今後能夠繼續改進技術，使光源強度進一步增大，將開發出高性能的激光器。研究團隊在硅襯底上使用有機氣體製作一層碳硅化合物。然後，進行熱處理，使其生長出石墨烯的薄膜。該石墨烯薄膜只需極短暫的時間照射紅外線，就能從石墨烯上發送出太赫茲光。目前，該團隊正致力於開發能將光粒封閉在內部，使光源強度增加的器件，期望能夠開發出在接近室溫條件下可工作的太赫茲激光器。2010年，美國萊斯大學利用該石墨烯量子點，製作單分子感測器。萊斯大學將石墨烯薄片與單層氦鍵合，形成石墨烷。石墨烷是絕緣體。氦使石墨烯由導體變換成為絕緣體。研究人員移除石墨烯薄片兩面的氦原子島，就形成了被石墨烷絕緣體包圍的、微小的導電的石墨烯阱。該導電的石墨烯阱就可作為量子阱。量子點的半導體特性要優於體硅材料器件。這一技術可用來製作化學感測器、太陽能電池、醫療成像裝置或是納米級電路等。
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❷ 石墨烯一般應用在哪些方面

石墨烯應用很廣泛，如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。製造超微型晶體管，潤滑油添加劑等等。例如施摩奇的石墨烯潤滑油添加劑、新能源電池等等。

❸ 石墨烯新材料在紡織行業有什麼應用

「石墨烯」會給紡織行業帶來哪些變革？

石墨烯的發現者之一、2010年諾貝爾物理學獎獲得者安德烈·海姆這樣描述石墨烯：可被無限拉伸，彎曲到很大角度不斷裂，可抵抗很大壓力，同時有非同尋常的導熱性和導電性。由此，石墨烯被公認為「徹底改變21世紀的新材料」，石墨烯正在全球掀起一波又一波顛覆性深層震盪。
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石墨烯是一種具有優異電學性能、力學性能、熱性能、光學性能和較高的比表面積的新型碳材料，石墨烯材料的研發涉及國家高新技術材料的產業基礎，產業關聯涉及新材料、能源、環境、航空航天、國防等領域，對國家的發展起著重要作用。近年來，石墨烯在紡織領域的應用日益廣泛，石墨烯制備高性能紡織纖維及進行紡織品功能整理成為研究熱點。
石墨烯×紡織
石墨烯紡織品
是指石墨烯材料與普通紡織品有效結合，在保持紡織品各項基本性能的同時，具有石墨烯某一種或幾種獨特性質的紡織產品。石墨烯紡織品在導電、防輻射、防紫外、抗菌、特殊防護和智能織物等領域有巨大的應用前景，未來它將全新地改變我們的生活。
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保暖
央視雞年春晚，華美而宏大的哈爾濱分會場，11分鍾表演驚艷全球。被稱為春晚史上緯度最高、氣溫最低的哈爾濱分會場，演員們衣裙輕薄飄逸，在接近零下30攝氏度的極寒中連續幾小時候場、表演，依舊舞姿曼妙舒展。晚會結束後，一款高科技防寒「裝備」——專為本次春晚特製的石墨烯新材料保暖衣在網路上迅速躥紅，引來眾多網民刷屏點贊。

△「玖月奇跡」組合在綵排期間，已經在微博上曬出了哈爾濱分會場的高科技防寒「大招」——如絲襪般輕薄的肉色連體衣，腰部插入幾塊手機大小的充電寶，穿在演出服里，既保暖又美觀。
0 2
抗菌
為了使具有特殊抗菌性能的石墨烯與棉纖維有效結合，國內高校院所嘗試先用氧化石墨烯上的羧基、羥基、羰基和環氧基與棉纖維穩固結合，再通過還原得到穩固結合石墨烯的純棉織物，從而有效避免棉織物在潮濕環境下滋生細菌，制備出高科技、高抗菌性的純棉織物，拓展了石墨烯在紡織界的發展領域。

0 3
導電織物
石墨烯是目前電阻率最小的材料，將石墨烯與織物結合，可制備優異的抗靜電、電磁屏蔽或者導電織物，可以應用於特殊行業，如將石墨烯與化纖共混紡絲，有可能制備出具有優異抗靜電性能的采礦職業服面料。
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智能紡織品
在不影響織物的舒適性、服用性能和洗滌的條件下，可將織物與微型晶元連接，製成穿戴式的智能電子服裝。石墨烯用於紡織材料中，可以製成更柔軟、微小的電子元件，應用於智能服裝中富有彈性、更柔韌、功能穩定性好，這些紡織品在醫療保健、高性能運動服、可穿戴的顯示器及軍用服裝設備等方面擁有潛在的應用前景。

包括艾希特大學和里斯本大學在內的多家研究機構的國際團隊設計了一種新的石墨烯技術，把透明和柔性的石墨烯電極纖維應用在常見的紡織工業中。

這種技術可以未來應用於可佩戴電子設備，如服裝計算機，穿戴電話和MP3播放器等，這類的產品將輕便和耐用。科學家們指出，其應用的前景可以書說是無窮無盡的，包括紡織類GPS系統，生物醫學監測，人身安全或感覺障礙感測器，甚至通訊工具。

三星在CES上展示的柔性屏
在這項工作中的石墨烯是通過化學氣相沉積（CVD）在銅箔生長，採用最先進的nanoCVD系統。研究小組使用特有技術將石墨烯從銅箔轉移到在紡織工業中常用的聚丙烯纖維上。現在，科學家正在解決布線的問題，並開發通過與石墨烯制備透明導電紡織纖維的方法，對未來的紡織纖維電子設備的集成鋪平道路。

石墨烯在印染領域中的應用
石墨烯具有極大的比表面積，可用於水處理吸附劑，吸附重金屬及染料。唐艷茹等採用電解質法制備了功能石墨烯，並用於吸附亞甲基藍，吸附量可達300mg/g，是普通石墨的3倍，60min吸附達到平衡。

❹ 石墨烯具體能運用在哪些領域

由於石墨烯的性能優良、功能眾多而被廣泛應用到鋰電子電池、超級電容、導電油墨、觸摸屏、軟性電子、散熱、塗料、感測器等領域，此外，在高頻電子、環保、光電、聚合物、海水淡化、太陽能電池、燃料電池、催化劑、建築材料等領域，也能發現石墨烯的身影。有專家預計，未來幾年內，石墨烯將主要用於「導電油墨」、「防腐塗料」、「散熱材料」、「鋰電池」、「超級電容」等五大領域。

❺ 石墨烯的作用

石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構，石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯‍，石墨烯在很多方面具有良好的特性，目前被廣泛應用於一些高科技領域。

首先，石墨烯具有良好的力學特性，是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙會異常堅固強韌。

其次，石墨烯具有良好的電子效應，在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質銻化銦（InSb）的兩倍以上，而且石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小。

第三，石墨烯具有良好的熱性能，具有非常好的熱傳導性能，純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，高於單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）；此外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限下移。

第四，石墨烯具有良好的光學特性，在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的，大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化，如果施加磁場，石墨烯納米帶的光學響應可調諧至太赫茲范圍。

最後，石墨烯‍在非極性溶劑中表現出良好的溶解性，具有超疏水性和超親油性‍，而且可以吸附和脫附各種分子和原子；目前隨著‍批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基於已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池等領域‍。

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❻ 石墨烯材料有哪些方面的應用效果如何

1.單分子氣體偵測
石墨烯獨特的二維結構使它在感測器領域具有光明的應用前景。巨大的表面積使它對周圍的環境非常敏感。即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到。這檢測目前可以分為直接檢測和間接檢測。通過穿透式電子顯微鏡可以直接觀測到單原子的吸附和釋放過程。通過測量霍爾效應方法可以間接檢測單原子的吸附和釋放過程。當一個氣體分子被吸附於石墨烯表面時，吸附位置會發生電阻的局域變化。當然，這種效應也會發生於別種物質，但石墨烯具有高電導率和低雜訊的優良品質，能夠偵測這微小的電阻變化。
2.光能飛行器
中國南開大學2015年6月中在《自然》期刊下屬的自然光學期刊發布了一則研究報告，[66]陳永勝教授其團隊發現一種特殊三維構型的石墨烯塊，在室溫且真空無阻力下被光線照射時居然會被推進移動，其效應是巨觀的而非微觀，半公分立方大小的實驗體被光線照射後前進了數公分距離，其原理還是謎，推測可能是該種構型石墨烯在受光後瞬間會產生大電子流，其非常適合用於太空領域的太陽帆，計算得知約50平方米的石墨烯帆能讓5公斤的酬載物在20分鍾加速到第一宇宙速度。
3.石墨烯納米帶
為了要賦予單層石墨烯某種電性（比如製造晶體管），會按照特定樣式切割石墨烯，形成石墨烯納米帶（Graphene nanoribbon）。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。採用緊束縛近似模型做出的計算，預測鋸齒形具有金屬鍵性質，又預測扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質；到底是哪種性質，要依寬度而定。可是，近來根據密度泛函理論計算得到的結果，顯示出扶手椅形具有半導體性質，其能隙與納米帶帶寬成反比，實驗結果確實地展示出，隨著納米帶帶寬減小，能隙會增大。但是，直至2008年2月，尚沒有任何測量能隙的實驗試著辨識精確邊緣結構。
石墨烯納米帶的結構具有高電導率、高熱導率、低雜訊，這些優良品質促使石墨烯納米帶成為集成電路互連材料的另一種選擇，有可能替代銅金屬。有些研究者試著用石墨烯納米帶來製成量子點，他們在納米帶的某些特定位置改變寬度，形成量子禁閉（quantum confinement）。
石墨烯納米帶的低維結構具有非常重要的光電性能：粒子數反轉和寬頻光增益。這些優良品質促使石墨烯納米帶放在微腔或納米腔體中形成激光器和放大器。 根據2012年10月的一份研究表明有些研究者試著用石墨烯納米帶應用於光通信系統，發展石墨烯納米帶激光器。
4.集成電路
石墨烯具備作為優秀的集成電路電子器件的理想性質。石墨烯具有高的載子遷移率（carrier mobility），以及低雜訊，允許它被用作在場效應晶體管的通道。問題是單層的石墨烯製造困難，更難作出適當的基板。
根據2010年1月的一份報告中，對SiC外延生長石墨烯的數量和質量適合大規模生產的集成電路。在高溫下，在這些樣品中的量子霍爾效應可以被測量。另請參閱IBM在2010年的工作的晶體管一節中，速度快的晶體管'處理器'製造了2-英寸（51-毫米）的石墨烯薄片。
2011年6月，IBM的研究人員宣布，他們已經成功地創造了第一個石墨烯為基礎的集成電路-寬頻無線混頻器。電路處理頻率高達10 GHz，其性能在高達127℃的溫度下不受影響。
5.石墨烯晶體管
2005年，Geim研究組與Kim研究組發現，室溫下石墨烯具有10倍於商用矽片的高載流子遷移率（約10 am /V·s），並且受溫度和摻雜效應的影響很小，表現出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性（300 K下可達0.3 m），這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢，使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效應管成為可能。較大的費米速度和低接觸電阻則有助於進一步減小器件開關時間，超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。在現代技術下，石墨烯納米線可以證明一般能夠取代硅作為半導體。
6.透明導電電極
石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發光二極體等等，都需要良好的透明電導電極材料。特別是，石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優良。由於氧化銦錫脆度較高，比較容易損毀。在溶液內的石墨烯薄膜可以沉積於大面積區域。
通過化學氣相沉積法，可以製成大面積、連續的、透明、高電導率的少層石墨烯薄膜，主要用於光伏器件的陽極，並得到高達1.71%能量轉換效率；與用氧化銦錫材料製成的元件相比，大約為其能量轉換效率的55.2%。
7.導熱材料/熱界面材料
2011年,美國喬治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）學者首先報道了垂直排列官能化多層石墨烯三維立體結構在熱界面材料中的應用及其超高等效熱導率和超低界面熱阻。
場發射源及其真空電子器件
早在2002年，垂直於基底表面的石墨烯納米牆就被成功制備出來。它被看作是非常優良場致發射電子源材料。最近關於單片石墨烯的電場致電子發射效應也見諸報道。
8.超級電容器
由於石墨烯具有特高的表面面積對質量比例，石墨烯可以用於超級電容器的導電電極。科學家認為這種超級電容器的儲存能量密度會大於現有的電容器。
9.海水淡化
研究表明，石墨烯過濾器可能大幅度的勝過其他的海水淡化技術。
10.太陽能電池
南加州大學維特比工程學院的實驗室報告高度透明的石墨烯薄膜的化學氣相沉積法在2008年的大規模生產。在這個過程中，研究人員創建超薄的石墨烯片，方法是在甲烷氣體中的鎳板上，由首先沉積的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然後，他們在石墨烯層之上鋪一層熱塑性保護層，並且在酸浴中溶解掉下面的鎳。在最後的步驟中，他們把塑料保護的石墨烯附著到一個非常靈活的聚合物片材，它可以被納入一個有機太陽能電池（石墨烯光伏電池）。石墨烯/聚合物片材已被生產，大小范圍在150平方厘米，和可以用來生產靈活的有機太陽能電池。這可能最終有可能運行能覆蓋廣泛的地區的廉價太陽能電池，就像報紙印刷機的印刷報紙一樣（卷到卷, （roll-to-roll））。
2010年，Xinming Li和Hongwei Zhu等人首次將石墨烯與硅結合構建了一種新型的太陽能電池。在這種簡易的石墨烯/硅模型中，石墨烯不僅可以作為透明導電薄膜，還可以在與硅的界面處分離光生載流子。這種可以與傳統硅材料結合的結構，為推動基於石墨烯的光伏器件開辟了新的研究方向。
11.石墨烯生物器件
由於石墨烯的可修改化學功能、大接觸面積、原子尺寸厚度、分子閘極結構等等特色，應用於細菌偵測與診斷器件，石墨烯是個很優良的選擇。
科學家希望能夠發展出一種快速與便宜的快速電子DNA定序科技。它們認為石墨烯是一種具有這潛能的材料。基本而言，他們想要用石墨烯製成一個尺寸大約為DNA寬度的奈米洞，讓DNA分子游過這奈米洞。由於DNA的四個鹼基（A、C、G、T）會對於石墨烯的電導率有不同的影響，只要測量DNA分子通過時產生的微小電壓差異，就可以知道到底是哪一個鹼基正在游過奈米洞。這樣，就可以達成目的。
12.抗菌物質
中國科學院上海分院的科學家發現石墨烯氧化物對於抑制大腸桿菌的生長超級有效，而且不會傷害到人體細胞。假若石墨烯氧化物對其他細菌也具有抗菌性，則可能找到一系列新的應用，像自動除去氣味的鞋子，或保存食品新鮮的包裝。
13.石墨烯感光元件
一群來自新加坡專精於石墨烯材質研究的科學家們，現在研發出將石墨烯應用於相機感光元件的最新技術，可望徹底顛覆未來的數位感光元件技術發展。
新加坡南洋理工大學學者，研發出了一個以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件，可望透過其特殊結構，讓感光元件感光能力比起傳統CMOS或CCD要好上1,000倍，而且損耗的能源也僅需原本的1/10。這個感度幾乎提升到爆表的最新感光元件技術，根據資料，實際上還真的厲害到超出人眼可視的中紅外線范圍。與許多新的感光元件技術相同，這項技術初期將率先被應用在監視器與衛星影像領域之中。但研究也指出，此技術終將應用在一般的數碼相機 / 攝影機之上，假若真的進入消費領域以石墨烯打造的最新感光元件，還可能製造成本壓到現今的1/5低。
壓力山笑

❼ 石墨烯作用和功效

石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義，它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。在二維的石墨烯中，電子的質量彷彿是不存在的，這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用於研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動，從而必須用相對論量子力學來描述，這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向：一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗，可以在小型實驗室內用石墨烯進行。
零能隙的半導體主要是單層石墨烯，這種電子結構會嚴重影響到氣體分子在其表面上的作用。單層石墨烯較體相石墨表面反應活性增強的功能是由石墨烯的氫化反應和氧化反應結果顯示出來的，說明石墨烯的電子結構可以調變其表面的活性。另外，石墨烯的電子結構可以通過氣體分子吸附的誘導而發生相應的變化，其不但對載流子的濃度進行改變，同時可以摻雜不同的石墨烯。
感測器
石墨烯可以做成化學感測器，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構使它對周圍的環境非常敏感。石墨烯是電化學生物感測器的理想材料，石墨烯製成的感測器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。
晶體管
石墨烯可以用來製作晶體管，由於石墨烯結構的高度穩定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。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，又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz，超過同等尺度的硅晶體管。
柔性顯示屏
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止「塊頭」最大的石墨烯塊。隨後，他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。
新能源電池
新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板，可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。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的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
海水淡化
石墨烯過濾器比其他海水淡化技術要使用的多。水環境中的氧化石墨烯薄膜與水親密接觸後，可形成約0.9納米寬的通道，小於這一尺寸的離子或分子可以快速通過。通過機械手段進一步壓縮石墨烯薄膜中的毛細通道尺寸，控制孔徑大小，能高效過濾海水中的鹽份。
儲氫材料
石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點，使之成為儲氫材料的最佳候選者。
航空航天
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。2014年，美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯感測器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件，可望透過特殊結構，讓感光能力比現有CMOS或CCD提高上千倍，而且損耗的能源也僅需原本10%。可應用在監視器與衛星成像領域中，可以應用於照相機、智能手機等。

❽ 石墨烯的應用領域是那些

石墨烯材料具有良好的透光性、強度、柔韌度、導電導熱性能，為復合材料、紡織領域、電子信息、節能環保、生物醫葯、化工、航空航天等很多領域都帶來了巨大的推進與改變。

綜上所述，石墨烯材料良好的導電導熱性能非常適合應用於新型採暖行業，讓採暖過程更加節能舒適、健康便捷。

❾ 石墨烯材料應用

石墨烯作為碳納米材料科技創新的前沿領域，憑借其特殊的晶體結構性能引起了科學界的廣泛關注和研究，是迄今為止發現的最薄的二維材料，被認為是構建石墨、富勒烯和碳納米管和石墨的基本結構單元，具有優良的導熱性能，力學性能，較高的電子遷移率，較高的比表面積和量子霍爾效應等性質。由於石墨烯具有優異的導熱性能和力學性能，故其在感測器、聚合物納米復合材料、光電功能材料、葯物控制釋放等領域表現出眾多潛在的石墨烯應用前景。引領了21世紀新的技術革命。

看好未來突破五大領域

業內普遍的看法是，未來石墨烯的應用前景將會在五大領域出現。一是光電產品領域，以其非常好的透光性、導電性和可彎曲性，在觸摸屏、可穿戴設備、OLED、太陽能等領域中發揮作用。這也是目前公認最可能首先實現商品化的領域。二是能源技術領域，主要依賴於石墨烯超高的比表面積、超輕的重量和非常好的導電性。採用石墨烯的超級電容器，其極限儲能密度是現有材料的2-5倍左右，被稱作最理想的電極材料。三是功能復合材料，通過將石墨烯加入各種塑形基體，能夠制備出具有很好導電、導熱、可加工、耐損傷的特殊材料，在集成電路、散熱片、高韌性容器等方面有應用潛力。四是微電子器件。未來的石墨烯半導體、石墨烯集成電路、THz器件等領域，可能需要利用石墨烯獨特的性質來發揮。五是生物醫葯和感測器領域，石墨烯對單分子的響應能力、承載抗體後的分子輸運能力都是其他感測器不能實現的。

1. 石墨烯的應用---石墨烯電池

2. 石墨烯的應用---石墨烯集成電路

3. 石墨烯的應用---石墨烯觸摸屏

4. 石墨烯的應用---石墨烯存儲器

7. 石墨烯的應用---石墨烯「人工喉」

8. 石墨烯的應用---石墨烯燈泡

9. 石墨烯的應用---海水淡化濾膜

10. 石墨烯的應用---石墨烯除污海綿

11.石墨烯的應用---防銹

12.石墨烯的應用---揚聲器

13.石墨烯的應用---超級電容

14.石墨烯的應用---
15.石墨烯的應用---柔性電子線路

16.石墨烯的應用---人工肌肉

18.石墨烯的應用---DNA測序
19.石墨烯的應用---夜視

❿ 石墨烯有哪些應用領域呀

石墨烯應用領域
(一) 感測器領域。
石墨烯因其獨特的二維結構在感測器中有廣泛的應用，具有體積小、表面積大、靈敏度高、響應時間快、電子傳遞快、易於固定蛋白質並保持其活性等特點，能提升感測器的各項性能。
(二) 儲能和新型顯示領域。
石墨烯具有極好的電導性和透光性，作為透明導電電極材料，在觸摸屏、液晶顯示、儲能電池等方面有很好的應用。石墨烯被認為是觸摸屏製造中最有潛力替代氧化銦錫的材料，三星、索尼、輝銳、3M、東麗、東芝等龍頭企業均在此領域作了重點研發布局。
(三) 半導體材料領域。
石墨烯被認為是替代硅的理想材料，大量有實力的企業均開展了石墨烯半導體器件的研發。韓國成均館大學開發出了高穩定性n型石墨烯半導體，可以長時間暴露在空氣中使用。
(四) 生物醫學領域。
石墨烯及其衍生物在納米葯物運輸系統、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物感測器可以用於細菌分析、DNA 和蛋白質檢測。如美國賓夕法尼亞大學開發的石墨烯納米孔設備可以快速完成DNA 測序。