石墨烯行业一｜石墨烯是什么材料？石墨烯的应用领域

石墨烯是一种仅仅由单层的碳原子构成的薄膜。在石墨烯之前，人们不相信仅仅由一层原子织成的薄膜，能够在自然界稳定存在。

从元素上说，石墨烯的组成就是普通的碳元素，跟石墨和钻石是一样的。区别就在于，它们原子的排列结构有所不同，比如，钻石里的每个碳原子都跟周围的4个碳原子连接在一起，是正四面体结构，所以它特别硬。而石墨，就像一层层网叠在一起，每一层看起来就跟蜜蜂窝一样，网眼是六边形的结构，所以它就比较软。

而我们说的石墨烯，实际上就是特别特别薄的石墨，最薄的就是只有一层碳原子的网，所以它也被叫做“二维结构”，如果从侧面看，厚度就是原子的直径。单单就1克的石墨烯材料，它的表面积就相当于半个足球场那么大。

这种材料是目前已知的最薄、最轻，也是最强韧的，它能承受很大的重量，而且几乎完全透光、导电和电热性能都非常优异。

所以，它的潜在应用场景非常非常多，比如用在复合材料领域，就能制造出特殊性能的塑料、涂料等等。就拿石墨烯涂料来说，它的特点就是无菌环保，能用在载药系统和生物成像诊断的系统里。在节能环保和电子方面，优异的导电和导热特性用处特别大，比如开发新的散热系统，柔性显示设备等等。

那么墨烯是如何制备的？

石墨是一种导电和导热良好的材料，而石墨烯，则是将这种特性发挥到了极致。

目前石墨烯的主要制备方法有：

1、氧化还原法，制备的是粉末。

2、机械剥离法，类似用胶带物理案例。

3、液相剥离法，用溶液来案例石墨层。

4、化学气相沉积法，就是用金属做催化剂，再通入气体，进行碳原子沉积。

这几种方法各有优劣势，变量大，但产品缺陷多的是第一种。做薄膜的基本都是气相沉积法。

关于石墨烯电池，目前业内认为只是一种炒作，因为石墨烯通过控制氧化状态，虽然可以实现快充，但是它的能量密度很低，这是由其本身性能决定的。比如用在电动车上，就是充电速度快，续航能力很低。

所谓现在的石墨烯电池，只是作为导电剂，和嵌锂材料，少量加入到电池材料中而已。

现在国际大厂，比如松下，三星等，更多心思都是在石墨烯薄膜上，应用是柔性显示和半导体。他们在CVD薄膜制备设备，大面积薄膜，下一代半导体应用方面，正在做专利布局，而不是在石墨烯电池。

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