石墨烯是目前世界上最薄但也是最堅硬的納米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光，導熱系數高于納米碳管和金剛石；電阻率比銅、銀更低，是目前世界上電阻率最小的材料。簡單地說，石墨烯就是一種透明、良好的導體，適合用來制造觸控熒幕、光板甚至是太陽能電池。

石墨烯發現歷史

關于石墨烯的制造與發現，最初，科學家試著使用化學剝離法來制造石墨烯。他們將大原子和大分子嵌入石墨，得到石墨層間化合物。在其三維結構中，每一層石墨可以被視為單層石墨烯。但是經過化學反應處理后，得到的是石墨烯爛泥，由于難以分析這堆爛泥的性質，科學家沒有繼續研究。

還有的科學家采用化學氣相沉積法，將石墨烯薄膜外延成長于各種各樣的襯底，但初期品質并不優良。

直到2004年，英國曼切斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功的通過實驗在石墨中分理出石墨烯，并證實它可以單獨存在，兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學獎。

2005年，曼切斯特大學團隊與哥倫比亞大學的研究者證實石墨烯的準粒子是無質量迪拉克費米子，類似這樣的發現開始引起一股石墨烯的研究熱潮。從那時起，上百位品學兼優的研究者踏進這個嶄新的領域。

石墨烯制備方法

2008年，由機械剝離法制備得到的石墨烯是世界上最貴的材料之一。

撕膠帶法/輕微摩擦法

直接將石墨烯薄片從較大的晶體上裁剪下來，2004年海姆等人就是用了這種方法制備出了單層石墨烯，并可以在外界環境下單獨存在。

硅化表面外延生長

通過加熱單晶碳化硅脫除硅，在單晶面上分解出石墨烯片層。

氧化減薄石墨片法

使用強氧化劑，于石墨的層狀結構中間進行插層氧化，使層與層之間存在帶負電的氧化官能基，克服石墨間的范德華力，并通過水分子的插層，大幅增加層間距離，使氧化石墨烯的玻剝離更容易。

石墨烯應用

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、有機發光二極管等等，都需要良好的電導電極材料。特別是石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料優良。

超級電容器

由于石墨烯具有特高的表面面積對質量比例，石墨烯可以用于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于現有的電容器。

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。

太陽能電池

石墨烯/聚集物片材已被生產，大小范圍在150平方厘米，可以用來生產靈活的郵寄太陽能電池。

抗癌治療

氧化石墨烯，被認為可以應用在癌癥的治療上。當前氧化石墨烯尚在研究階段，期待將來經過層層臨床試驗后，能夠為現金抗癌治療帶來一線曙光。

由于石墨烯特殊的那納米結構和優異的物理化學性能，使其在電子學、光學、磁學、生物醫學、催化、儲能和傳感器等領域應用前景廣闊，被認為是21世紀的“未來材料”和“革命性材料”，由此才興起了石墨烯的熱潮。

所以，你現在了解石墨烯材料了嗎？