石墨烯在水处理中的应用

❶ 石墨烯有何用处

石墨烯目前是一种热门材料，起用途也是它的特性决定的，首先石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；其次作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

应用前景可做"太空电梯"缆线据科学家称，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质，它将拥有众多令人神往的发展前景。它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为"太空电梯"缆线的制造打开了一扇"阿里巴巴"之门。美国研究人员称，"太空电梯"的最大障碍之一，就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的缆线，美国科学家证实，地球上强度最高的物质"石墨烯"完全适合用来制造太空电梯缆线！人类通过"太空电梯"进入太空，所花的成本将比通过火箭升入太空便宜很多。为了激励科学家发明出制造太空电梯缆线的坚韧材料，美国NASA此前还发出了400万美元的悬赏。

代替硅生产超级计算机

科学家发现，石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料。石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊，一些电子设备，例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率，然而手机的工作频率越高，热量也越高，于是，高频的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出现，高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的超级计算机。

光子传感器

石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在更大的市场上，这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的，现在，这个角色还在由硅担当，但硅的时代似乎就要结束。去年10月，IBM的一个研究小组首次披露了他们研制的石墨烯光电探测器，接下来人们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏了。因为石墨烯是透明的，用它制造的电板比其他材料具有更优良的透光性。

其它应用

石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长,而人类细胞却不会受损。利用这一点石墨烯可以用来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光电化学电池可以取代基于金属的有机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的传统金属石墨电极,使之更易于回收。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。
石墨烯-特性

电子运输

石墨烯结构示意图在发现石墨烯以前，大多数（如果不是所有的话）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态物理界。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。这些可能归结于石墨烯在纳米级别上的微观扭曲。

石墨烯还表现出了异常的整数量子霍尔行为。其霍尔电导=2e2/h,6e2/h,10e2/h....为量子电导的奇数倍，且可以在室温下观测到。这个行为已被科学家解释为“电子在石墨烯里遵守相对论量子力学，没有静质量”。

导电性

石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为“载荷子”(electricchargecarrier)，的性质和相对论性的中微子非常相似。

石墨烯有相当的不透明度：可以吸收大约2.3%的可见光。而这也是石墨烯中载荷子相对论性的体现。

机械特性

石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。在试验过程中，他们选取了一些之间在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上，这些孔的直径在1—1.5微米之间。之后，他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力，以测试它们的承受能力。

研究人员发现，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。

电子的相互作用

利用世界上最强大的人造辐射源，美国加州大学、哥伦比亚大学和劳伦斯·伯克利国家实验室的物理学家发现了石墨烯特性新秘密：石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。

科学家借助了美国劳伦斯伯克利国家实验室的“先进光源（ALS）”电子同步加速器。这个加速器产生的光辐射亮度相当于医学上X射线强度的1亿倍。科学家利用这一强光源观测发现，石墨烯中的电子不仅与蜂巢晶格之间相互作用强烈，而且电子和电子之间也有很强的相互作用。[1]

石墨烯-研究成果

中国

石墨烯薄膜在国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院的资助下，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部研究员成会明、任文才研究小组在石墨烯的控制制备、结构表征与物性的研究方面取得了一系列新的进展，相关的研究成果发表在国际期刊上。

该论文被美国化学会的ACSNano杂志选为该期“亮点”进行了重点介绍；同时也被《自然—中国》选为来自中国大陆和香港的突出科研成果，《自然—中国》化学领域的评论员VickiCleave博士撰文写道：“来自中国科学院的任文才、成会明及其合作者提出了一种快速、无损、可进行大面积石墨烯表征的光学方法，该工作有助于确定和制备适于应用的理想石墨烯样品。”

韩国

韩国研究人员09年7月发现了一种制备大尺寸石墨烯薄膜的方法。

由韩国成均馆大学和三星先进技术研究院的研究人员制备出的这种最新石墨烯薄膜有1厘米厚，透光率达80%；在弯曲或延展过程中，它不仅不会断裂，其电学特性也不会有任何改变。他们的这一成果已于1月14日发表在英国《自然》杂志网络版上。[1]

石墨烯-应用

石墨烯的应用范围很广，从电子产品到防弹衣和造纸，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。

1.可做“太空电梯”缆线

据科学家称，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质，它将拥有众多令人神往

太空电梯的发展前景。它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门。美国研究人员称，“太空电梯”的最大障碍之一，就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的缆线，美国科学家证实，地球上强度最高的物质“石墨烯”完全适合用来制造太空电梯缆线。

人类通过“太空电梯”进入太空，所花的成本将比通过火箭升入太空便宜很多。为了激励科学家发明出制造太空电梯缆线的坚韧材料，美国NASA此前还发出了400万美元的悬赏。

2.代替硅生产超级计算机

据科学家称，石墨烯除了异常牢固外，还具有一系列独一无二的特性，石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料，这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的超级计算机。

IBM宣布研发出号称全世界速度最快的石墨烯(graphene)场效晶体管(FET)，可在26GHz频率下运作。该公司ThomasJ.Watson研究中心的研究人员并预测，碳元素更高的电子迁移率，可望使该种材料超越硅的极限，达到100GHz以上的速度跨入兆赫(terahertz)领域。

石墨烯-荣获诺贝尔奖

2010年10月5日，英国曼彻斯特大学的两位科学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫和安德烈·海姆因在石墨烯方面的研究荣获2010年诺贝尔物理学奖。[2]

石墨烯-部分石墨烯研究成果

2009年12月1日在美国召开的材料科学国际会议上，日本富士通研究所宣布，他们用石墨烯制作出了几千个晶体管。富士通研究所的研究人员将原料气体吹向事先涂有用做催化剂的铁的衬底，在这种衬底上制成大面积石墨烯薄膜。大面积的石墨烯制备一直是个难题。富士通用上述方法制成了高质量的7.5厘米直径的石墨烯膜。在此基础上，再配置电极和绝缘层，制成了石墨烯晶体管。由于石墨烯面积较大，富士通在上面制成了几千个晶体管。石墨烯晶体管比硅晶体管功耗低和运行速度快，可制作出性能优良的半导体器件。如果改进技术后有望进一步扩大石墨烯面积，这样能够制作出更多的晶体管和石墨烯集成电路，为生产高档电子产品创造了条件。2009年11月日本东北大学与会津大学通过合作研究发现，石墨烯可产生太赫兹光的电磁波。研究人员在硅衬底上制作了石墨烯薄膜，将红外线照射到石墨烯薄膜上，只需很短时间就能放射出太赫兹光。如果今后能够继续改进技术，使光源强度进一步增大，将开发出高性能的激光器。研究团队在硅衬底上使用有机气体制作一层碳硅化合物。然后，进行热处理，使其生长出石墨烯的薄膜。该石墨烯薄膜只需极短暂的时间照射红外线，就能从石墨烯上发送出太赫兹光。目前，该团队正致力于开发能将光粒封闭在内部，使光源强度增加的器件，期望能够开发出在接近室温条件下可工作的太赫兹激光器。2010年，美国莱斯大学利用该石墨烯量子点，制作单分子传感器。莱斯大学将石墨烯薄片与单层氦键合，形成石墨烷。石墨烷是绝缘体。氦使石墨烯由导体变换成为绝缘体。研究人员移除石墨烯薄片两面的氦原子岛，就形成了被石墨烷绝缘体包围的、微小的导电的石墨烯阱。该导电的石墨烯阱就可作为量子阱。量子点的半导体特性要优于体硅材料器件。这一技术可用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等。
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❷ 石墨烯一般应用在哪些方面

石墨烯应用很广泛，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。制造超微型晶体管，润滑油添加剂等等。例如施摩奇的石墨烯润滑油添加剂、新能源电池等等。

❸ 石墨烯新材料在纺织行业有什么应用

“石墨烯”会给纺织行业带来哪些变革？

石墨烯的发现者之一、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆这样描述石墨烯：可被无限拉伸，弯曲到很大角度不断裂，可抵抗很大压力，同时有非同寻常的导热性和导电性。由此，石墨烯被公认为“彻底改变21世纪的新材料”，石墨烯正在全球掀起一波又一波颠覆性深层震荡。
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石墨烯是一种具有优异电学性能、力学性能、热性能、光学性能和较高的比表面积的新型碳材料，石墨烯材料的研发涉及国家高新技术材料的产业基础，产业关联涉及新材料、能源、环境、航空航天、国防等领域，对国家的发展起着重要作用。近年来，石墨烯在纺织领域的应用日益广泛，石墨烯制备高性能纺织纤维及进行纺织品功能整理成为研究热点。
石墨烯×纺织
石墨烯纺织品
是指石墨烯材料与普通纺织品有效结合，在保持纺织品各项基本性能的同时，具有石墨烯某一种或几种独特性质的纺织产品。石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外、抗菌、特殊防护和智能织物等领域有巨大的应用前景，未来它将全新地改变我们的生活。
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保暖
央视鸡年春晚，华美而宏大的哈尔滨分会场，11分钟表演惊艳全球。被称为春晚史上纬度最高、气温最低的哈尔滨分会场，演员们衣裙轻薄飘逸，在接近零下30摄氏度的极寒中连续几小时候场、表演，依旧舞姿曼妙舒展。晚会结束后，一款高科技防寒“装备”——专为本次春晚特制的石墨烯新材料保暖衣在网络上迅速蹿红，引来众多网民刷屏点赞。

△“玖月奇迹”组合在彩排期间，已经在微博上晒出了哈尔滨分会场的高科技防寒“大招”——如丝袜般轻薄的肉色连体衣，腰部插入几块手机大小的充电宝，穿在演出服里，既保暖又美观。
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抗菌
为了使具有特殊抗菌性能的石墨烯与棉纤维有效结合，国内高校院所尝试先用氧化石墨烯上的羧基、羟基、羰基和环氧基与棉纤维稳固结合，再通过还原得到稳固结合石墨烯的纯棉织物，从而有效避免棉织物在潮湿环境下滋生细菌，制备出高科技、高抗菌性的纯棉织物，拓展了石墨烯在纺织界的发展领域。

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导电织物
石墨烯是目前电阻率最小的材料，将石墨烯与织物结合，可制备优异的抗静电、电磁屏蔽或者导电织物，可以应用于特殊行业，如将石墨烯与化纤共混纺丝，有可能制备出具有优异抗静电性能的采矿职业服面料。
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智能纺织品
在不影响织物的舒适性、服用性能和洗涤的条件下，可将织物与微型芯片连接，制成穿戴式的智能电子服装。石墨烯用于纺织材料中，可以制成更柔软、微小的电子元件，应用于智能服装中富有弹性、更柔韧、功能稳定性好，这些纺织品在医疗保健、高性能运动服、可穿戴的显示器及军用服装设备等方面拥有潜在的应用前景。

包括艾希特大学和里斯本大学在内的多家研究机构的国际团队设计了一种新的石墨烯技术，把透明和柔性的石墨烯电极纤维应用在常见的纺织工业中。

这种技术可以未来应用于可佩戴电子设备，如服装计算机，穿戴电话和MP3播放器等，这类的产品将轻便和耐用。科学家们指出，其应用的前景可以书说是无穷无尽的，包括纺织类GPS系统，生物医学监测，人身安全或感觉障碍传感器，甚至通讯工具。

三星在CES上展示的柔性屏
在这项工作中的石墨烯是通过化学气相沉积（CVD）在铜箔生长，采用最先进的nanoCVD系统。研究小组使用特有技术将石墨烯从铜箔转移到在纺织工业中常用的聚丙烯纤维上。现在，科学家正在解决布线的问题，并开发通过与石墨烯制备透明导电纺织纤维的方法，对未来的纺织纤维电子设备的集成铺平道路。

石墨烯在印染领域中的应用
石墨烯具有极大的比表面积，可用于水处理吸附剂，吸附重金属及染料。唐艳茹等采用电解质法制备了功能石墨烯，并用于吸附亚甲基蓝，吸附量可达300mg/g，是普通石墨的3倍，60min吸附达到平衡。

❹ 石墨烯具体能运用在哪些领域

由于石墨烯的性能优良、功能众多而被广泛应用到锂电子电池、超级电容、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热、涂料、传感器等领域，此外，在高频电子、环保、光电、聚合物、海水淡化、太阳能电池、燃料电池、催化剂、建筑材料等领域，也能发现石墨烯的身影。有专家预计，未来几年内，石墨烯将主要用于“导电油墨”、“防腐涂料”、“散热材料”、“锂电池”、“超级电容”等五大领域。

❺ 石墨烯的作用

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‍，石墨烯在很多方面具有良好的特性，目前被广泛应用于一些高科技领域。

首先，石墨烯具有良好的力学特性，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸会异常坚固强韧。

其次，石墨烯具有良好的电子效应，在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/（V·s），这一数值超过了硅材料的10倍，是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟（InSb）的两倍以上，而且石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小。

第三，石墨烯具有良好的热性能，具有非常好的热传导性能，纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）；此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。

第四，石墨烯具有良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的，大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化，如果施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。

最后，石墨烯‍在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性‍，而且可以吸附和脱附各种分子和原子；目前随着‍批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池等领域‍。

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❻ 石墨烯材料有哪些方面的应用效果如何

1.单分子气体侦测
石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这检测目前可以分为直接检测和间接检测。通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时，吸附位置会发生电阻的局域变化。当然，这种效应也会发生于别种物质，但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质，能够侦测这微小的电阻变化。
2.光能飞行器
中国南开大学2015年6月中在《自然》期刊下属的自然光学期刊发布了一则研究报告，[66]陈永胜教授其团队发现一种特殊三维构型的石墨烯块，在室温且真空无阻力下被光线照射时居然会被推进移动，其效应是巨观的而非微观，半公分立方大小的实验体被光线照射后前进了数公分距离，其原理还是谜，推测可能是该种构型石墨烯在受光后瞬间会产生大电子流，其非常适合用于太空领域的太阳帆，计算得知约50平方米的石墨烯帆能让5公斤的酬载物在20分钟加速到第一宇宙速度。
3.石墨烯纳米带
为了要赋予单层石墨烯某种电性（比如制造晶体管），会按照特定样式切割石墨烯，形成石墨烯纳米带（Graphene nanoribbon）。切开的边缘形状可以分为锯齿形和扶手椅形。采用紧束缚近似模型做出的计算，预测锯齿形具有金属键性质，又预测扶手椅形具有金属键性质或半导体性质；到底是哪种性质，要依宽度而定。可是，近来根据密度泛函理论计算得到的结果，显示出扶手椅形具有半导体性质，其能隙与纳米带带宽成反比，实验结果确实地展示出，随着纳米带带宽减小，能隙会增大。但是，直至2008年2月，尚没有任何测量能隙的实验试着辨识精确边缘结构。
石墨烯纳米带的结构具有高电导率、高热导率、低噪声，这些优良品质促使石墨烯纳米带成为集成电路互连材料的另一种选择，有可能替代铜金属。有些研究者试着用石墨烯纳米带来制成量子点，他们在纳米带的某些特定位置改变宽度，形成量子禁闭（quantum confinement）。
石墨烯纳米带的低维结构具有非常重要的光电性能：粒子数反转和宽带光增益。这些优良品质促使石墨烯纳米带放在微腔或纳米腔体中形成激光器和放大器。 根据2012年10月的一份研究表明有些研究者试着用石墨烯纳米带应用于光通信系统，发展石墨烯纳米带激光器。
4.集成电路
石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载子迁移率（carrier mobility），以及低噪声，允许它被用作在场效应晶体管的通道。问题是单层的石墨烯制造困难，更难作出适当的基板。
根据2010年1月的一份报告中，对SiC外延生长石墨烯的数量和质量适合大规模生产的集成电路。在高温下，在这些样品中的量子霍尔效应可以被测量。另请参阅IBM在2010年的工作的晶体管一节中，速度快的晶体管'处理器'制造了2-英寸（51-毫米）的石墨烯薄片。
2011年6月，IBM的研究人员宣布，他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。电路处理频率高达10 GHz，其性能在高达127℃的温度下不受影响。
5.石墨烯晶体管
2005年，Geim研究组与Kim研究组发现，室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（约10 am /V·s），并且受温度和掺杂效应的影响很小，表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性（300 K下可达0.3 m），这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势，使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。较大的费米速度和低接触电阻则有助于进一步减小器件开关时间，超高频率的操作响应特性是石墨烯基电子器件的另一显著优势。在现代技术下，石墨烯纳米线可以证明一般能够取代硅作为半导体。
6.透明导电电极
石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良。由于氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域。
通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71%能量转换效率；与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转换效率的55.2%。
7.导热材料/热界面材料
2011年,美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。
场发射源及其真空电子器件
早在2002年，垂直于基底表面的石墨烯纳米墙就被成功制备出来。它被看作是非常优良场致发射电子源材料。最近关于单片石墨烯的电场致电子发射效应也见诸报道。
8.超级电容器
由于石墨烯具有特高的表面面积对质量比例，石墨烯可以用于超级电容器的导电电极。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的电容器。
9.海水淡化
研究表明，石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的海水淡化技术。
10.太阳能电池
南加州大学维特比工程学院的实验室报告高度透明的石墨烯薄膜的化学气相沉积法在2008年的大规模生产。在这个过程中，研究人员创建超薄的石墨烯片，方法是在甲烷气体中的镍板上，由首先沉积的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然后，他们在石墨烯层之上铺一层热塑性保护层，并且在酸浴中溶解掉下面的镍。在最后的步骤中，他们把塑料保护的石墨烯附着到一个非常灵活的聚合物片材，它可以被纳入一个有机太阳能电池（石墨烯光伏电池）。石墨烯/聚合物片材已被生产，大小范围在150平方厘米，和可以用来生产灵活的有机太阳能电池。这可能最终有可能运行能覆盖广泛的地区的廉价太阳能电池，就像报纸印刷机的印刷报纸一样（卷到卷, （roll-to-roll））。
2010年，Xinming Li和Hongwei Zhu等人首次将石墨烯与硅结合构建了一种新型的太阳能电池。在这种简易的石墨烯/硅模型中，石墨烯不仅可以作为透明导电薄膜，还可以在与硅的界面处分离光生载流子。这种可以与传统硅材料结合的结构，为推动基于石墨烯的光伏器件开辟了新的研究方向。
11.石墨烯生物器件
由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺寸厚度、分子闸极结构等等特色，应用于细菌侦测与诊断器件，石墨烯是个很优良的选择。
科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子DNA定序科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言，他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的奈米洞，让DNA分子游过这奈米洞。由于DNA的四个碱基（A、C、G、T）会对于石墨烯的电导率有不同的影响，只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异，就可以知道到底是哪一个碱基正在游过奈米洞。这样，就可以达成目的。
12.抗菌物质
中国科学院上海分院的科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效，而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性，则可能找到一系列新的应用，像自动除去气味的鞋子，或保存食品新鲜的包装。
13.石墨烯感光元件
一群来自新加坡专精于石墨烯材质研究的科学家们，现在研发出将石墨烯应用于相机感光元件的最新技术，可望彻底颠覆未来的数位感光元件技术发展。
新加坡南洋理工大学学者，研发出了一个以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过其特殊结构，让感光元件感光能力比起传统CMOS或CCD要好上1,000倍，而且损耗的能源也仅需原本的1/10。这个感度几乎提升到爆表的最新感光元件技术，根据资料，实际上还真的厉害到超出人眼可视的中红外线范围。与许多新的感光元件技术相同，这项技术初期将率先被应用在监视器与卫星影像领域之中。但研究也指出，此技术终将应用在一般的数码相机 / 摄影机之上，假若真的进入消费领域以石墨烯打造的最新感光元件，还可能制造成本压到现今的1/5低。
压力山笑

❼ 石墨烯作用和功效

石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
零能隙的半导体主要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化，其不但对载流子的浓度进行改变，同时可以掺杂不同的石墨烯。
传感器
石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
晶体管
石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz，超过同等尺度的硅晶体管。
柔性显示屏
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示，这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后，他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。
新能源电池
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
海水淡化
石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐份。
储氢材料
石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。
航空航天
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中，可以应用于照相机、智能手机等。

❽ 石墨烯的应用领域是那些

石墨烯材料具有良好的透光性、强度、柔韧度、导电导热性能，为复合材料、纺织领域、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天等很多领域都带来了巨大的推进与改变。

综上所述，石墨烯材料良好的导电导热性能非常适合应用于新型采暖行业，让采暖过程更加节能舒适、健康便捷。

❾ 石墨烯材料应用

石墨烯作为碳纳米材料科技创新的前沿领域，凭借其特殊的晶体结构性能引起了科学界的广泛关注和研究，是迄今为止发现的最薄的二维材料，被认为是构建石墨、富勒烯和碳纳米管和石墨的基本结构单元，具有优良的导热性能，力学性能，较高的电子迁移率，较高的比表面积和量子霍尔效应等性质。由于石墨烯具有优异的导热性能和力学性能，故其在传感器、聚合物纳米复合材料、光电功能材料、药物控制释放等领域表现出众多潜在的石墨烯应用前景。引领了21世纪新的技术革命。

看好未来突破五大领域

业内普遍的看法是，未来石墨烯的应用前景将会在五大领域出现。一是光电产品领域，以其非常好的透光性、导电性和可弯曲性，在触摸屏、可穿戴设备、OLED、太阳能等领域中发挥作用。这也是目前公认最可能首先实现商品化的领域。二是能源技术领域，主要依赖于石墨烯超高的比表面积、超轻的重量和非常好的导电性。采用石墨烯的超级电容器，其极限储能密度是现有材料的2-5倍左右，被称作最理想的电极材料。三是功能复合材料，通过将石墨烯加入各种塑形基体，能够制备出具有很好导电、导热、可加工、耐损伤的特殊材料，在集成电路、散热片、高韧性容器等方面有应用潜力。四是微电子器件。未来的石墨烯半导体、石墨烯集成电路、THz器件等领域，可能需要利用石墨烯独特的性质来发挥。五是生物医药和传感器领域，石墨烯对单分子的响应能力、承载抗体后的分子输运能力都是其他传感器不能实现的。

1. 石墨烯的应用---石墨烯电池

2. 石墨烯的应用---石墨烯集成电路

3. 石墨烯的应用---石墨烯触摸屏

4. 石墨烯的应用---石墨烯存储器

7. 石墨烯的应用---石墨烯“人工喉”

8. 石墨烯的应用---石墨烯灯泡

9. 石墨烯的应用---海水淡化滤膜

10. 石墨烯的应用---石墨烯除污海绵

11.石墨烯的应用---防锈

12.石墨烯的应用---扬声器

13.石墨烯的应用---超级电容

14.石墨烯的应用---
15.石墨烯的应用---柔性电子线路

16.石墨烯的应用---人工肌肉

18.石墨烯的应用---DNA测序
19.石墨烯的应用---夜视

❿ 石墨烯有哪些应用领域呀

石墨烯应用领域
(一) 传感器领域。
石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用，具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点，能提升传感器的各项性能。
(二) 储能和新型显示领域。
石墨烯具有极好的电导性和透光性，作为透明导电电极材料，在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。石墨烯被认为是触摸屏制造中最有潜力替代氧化铟锡的材料，三星、索尼、辉锐、3M、东丽、东芝等龙头企业均在此领域作了重点研发布局。
(三) 半导体材料领域。
石墨烯被认为是替代硅的理想材料，大量有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。韩国成均馆大学开发出了高稳定性n型石墨烯半导体，可以长时间暴露在空气中使用。
(四) 生物医学领域。
石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA 和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA 测序。