石墨烯的研究歷史

2024-01-23  來自: 甘肅中德天倫納米科技有限公司 瀏覽次數:71

石墨烯的研究歷史


實際上石墨烯本來就存在于自然界,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。鉛筆在紙上輕輕劃過,就留下好多層石墨烯形成的劃痕。

2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃消洛夫(Konstantin Novoselov)發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作,于是薄片越來越薄,他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。他們共同獲得2010年諾貝爾物理學獎,石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)。 

石墨烯涂料

這以后,制備石墨烯的新方法層出不窮。2009年,安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發現了整數量子霍爾效應及常溫條件下的量子霍爾效應,他們也因此獲得2010年度諾貝爾物理學獎。在發現石墨烯以前,大多數物理學家認為,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體物理學學術界。雖然理論和實驗界都認為二維結構無法在非零度穩定存在,但是單層石墨烯能夠在實驗中被制備出來。

2018年3月31日,中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動,該項目主要生產可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池(下稱石墨烯OPV),應用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。

2018年6月27日,中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟發布新制訂的團體標準《含有石墨烯材料的產品命名指南》。這項標準規定了石墨烯材料相關新產品的命名方法。

2023年4月,英國曼徹斯特大學研究人員報告了在環境條件下石墨烯中出現的創紀錄的高磁阻:其在標準永磁體(約1000高斯,或1特斯拉)的磁場中磁阻率達到了100%以上。在磁場下能強烈改變電阻率的材料會被廣泛應用,例如每輛汽車和每臺計算機都包含的微型磁傳感器。

2024年1月報道,日本科學家在南非一座地下金礦里,發現一塊32億年前的巖石內天然形成的石墨烯。


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