广州埃米石墨科技有限公司
GUANGZHOU ANGSTROM GRAPHENE TECHNOLOGY CO.,LTD

科普知识 | 什么是石墨烯?

       2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。

石墨烯诺奖获得者

01
石墨烯的介绍


       石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。


02
石墨烯的特性


       石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)


       实际上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。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。


       

       基于石墨烯具备高导热、高导电、高强度、密度低等特性,将之与传统材料复合,可发挥出巨大的协同效应,提高传统材料性能,且新型复合材料具备更好的机械、结构、化学功能一体化特性。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、新能源电池领域。



03
石墨和石墨烯的不同之处


       首先,石墨和石墨烯都是碳原子组成的物质。石墨的微观结构就是一层一层的石墨分子像书页一样堆叠而成,是三维的物质。石墨烯则是碳原子呈单层排列的二维物质。国际标准化组织(ISO)认定:当层数少于或等于十层时,可以称之为石墨烯,否则,就应该叫做石墨。


       而单层的石墨分子就是石墨烯了,因为单层石墨分子厚度不到一个纳米,可看做二维物质。所以,石墨烯和石墨最大的区别,在于维度的不同。石墨烯是构成其他碳同素异形体的基本单元,它可折叠成富勒烯(零维),卷曲成碳纳米管(一维),堆垛成石墨(三维);


   

    同为碳元素组成的物质,石墨烯之所以表现出许多石墨不具有的性质,是因为石墨中的单层石墨分子上下表面都与碳原子组成连接成键,而石墨烯上下表面都暴露在空气中,所以其电子传输特性以及力学性质等会受到很大影响。石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。石墨烯的另一特性是,其导电电子不仅能在晶格中无障碍地移动,而且速度极快,远远超过了电子在金属导体或半导体中的移动速度。还有,其导热性超过现有一切已知物质。



04
石墨烯利用


       基于石墨烯具备高导热、高导电、高强度、密度低等特性,将之与传统材料复合,可发挥出巨大的协同效应,提高传统材料性能,且新型复合材料具备更好的机械、结构、化学功能一体化特性。

       基于石墨烯优异的光学、电学、热学、力学特性, 埃米石墨烯深入调研市场需求,调查 传统材料应用的痛点。通过融合、合作、创新,研发出满足市场需求、解决行业痛点的新材料。



05
新型石墨烯光触媒


       传统光触媒材料只有紫外光才能激活,而紫外光仅仅占太阳光中的7%,绝大部分太阳光的 能量无法应用。市场应用广泛,渗透生活,工业,环保等各个领域,是一种使用性极高的产品, 但需借助紫外光的照射才可发挥良好的净化效果



       而石墨烯光触媒通过光敏剂的赋能,使得光触媒可以被紫外光和可见光(包含室内弱光)双激活,太阳光能量可利用率近80%。


       光催化原理:当能量大于禁带宽度的光照射基材时,光激发电子跃迁到导带,形成导带电子e-,同 时在价带留下空穴h+,电子和空穴与吸附在催化剂表面上的物质发生的氧化还原反应,从而把有害气体和细菌等彻底分解成无毒害的H2O + CO2。


06
新型石墨烯光触媒产品


       和传统产品不同的是,新型石墨烯光触媒可高效祛除家具表面、墙纸、及人造板材制作的其它装修物的(木门、 木墙围、暖气罩等)甲醛污染,对其表面进行清洁、上光、养护处理。同时,该产品不仅可以去除装修污染中的甲醛,还可以有效地降解苯、甲苯、二 甲苯、氨、TVOC 等污染物,将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。该产品对人体无毒无害,无任何其他化学添加剂,无二次污染,安全可靠,有效去除异味。



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