graphene是什麼意思,graphene的意思翻譯、用法、同義詞、例句
graphene英标
英:/'ˈɡræfiːn/ 美:/'ˈɡræfiːn/
常用詞典
n. 石墨烯;單層石墨
例句
Graphene is a flat sheet of carbon just one atom thick—with the carbon atoms arranged in a honeycomb lattice.
石墨烯是一種隻有單原子厚度的碳原子平面層——碳原子按蜂窩狀晶格排列。
A paper just published in the American Chemical Society's journal, Nano suggests a sprinkling of graphene may deal with this problem.
在美國化學協會雜志剛發表的一篇論文《納米》表示加入少許石墨烯也許就能解決這個問題。
Graphene circuits can even be drawn on to a base.
而此石墨電路甚至還可以被裝到電路闆上。
Layers of graphene make up the graphite found in pencil lead.
鉛筆芯裡的石墨就是由多層石墨烯組成的。
GRAPHENE has been heralded as the new supermaterial of our time.
石墨稀已被标榜為我們這個時代的新超級材料。
專業解析
石墨烯(Graphene)是一種由單層碳原子以sp²雜化軌道緊密排列成二維蜂窩狀晶格結構的碳基納米材料。它是目前已知最薄、最堅硬的材料之一,并具有一系列非凡的物理和化學性質,被譽為“神奇材料”。
其核心特性與結構包括:
- 原子級厚度與二維結構:石墨烯僅有一個碳原子層厚度(約0.335納米),是人類首次穩定制備出的真正意義上的二維晶體材料。其碳原子排列成六邊形蜂巢狀晶格。
- 卓越的力學性能:它是目前已知強度最高的材料之一,其本征強度可達130 GPa,比鋼高約100倍。同時具有極高的柔韌性和韌性。
- 優異的電學性能:石墨烯中的電子遷移率極高(室溫下可達約2.5 × 10⁵ cm²/V·s),遠超矽等傳統半導體材料。它是零帶隙的半金屬或半導體,具有極高的電導率和熱導率(約5000 W/m·K)。
- 出色的光學性能:單層石墨烯對可見光的吸收率僅為2.3%,幾乎是透明的。這種高透明性結合其優良導電性,使其在透明導電薄膜領域極具潛力。
- 巨大的比表面積:理論比表面積高達2630 m²/g,為吸附和儲能應用提供了理想平台。
由于其獨特的性質組合,石墨烯在衆多領域展現出革命性的應用前景,包括:
- 電子與信息技術:高頻晶體管、柔性顯示屏、高速集成電路、傳感器等。
- 能源領域:高性能電池(锂離子電池、锂硫電池等)、超級電容器、太陽能電池、氫存儲等。
- 複合材料:作為增強體用于制備高強度、輕量化、高導電/導熱的複合材料。
- 生物醫學:藥物遞送、生物傳感器、組織工程支架等。
- 膜分離技術:用于水處理、氣體分離的高選擇性分離膜。
石墨烯的發現源于2004年,英國曼徹斯特大學的安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)教授團隊通過機械剝離法(即“膠帶法”)成功從石墨中分離出單層石墨烯,并因此共同獲得了2010年諾貝爾物理學獎。
參考來源:
- 諾貝爾獎官網 - The Nobel Prize in Physics 2010: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2010/summary/
- 曼徹斯特大學國家石墨烯研究所 - What is Graphene?: https://www.graphene.manchester.ac.uk/learn/what-is-graphene/
- 《自然》期刊 - Geim, A. K. & Novoselov, K. S. (2007) The rise of graphene. Nature Materials 6, 183–191: https://www.nature.com/articles/nmat1849 (早期綜述,闡述性質與潛力)
- 《科學》期刊 - Novoselov, K. S. et al. (2004) Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science 306, 666-669: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1102896 (原始發現論文)
- 美國國家标準與技術研究院 (NIST) - Graphene: https://www.nist.gov/graphene (标準、測量與應用研究)
- 石墨烯委員會 - Graphene Properties: https://www.graphene-info.com/graphene-properties (綜合性質與應用概述)
網絡擴展資料
Graphene(石墨烯)是一種由碳原子構成的二維材料,具有獨特的物理和化學性質。以下是詳細解釋:
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定義與結構
Graphene是由單層碳原子以sp²雜化形成的蜂窩狀晶格結構,厚度僅為一個原子層。它是石墨的基本組成單元,可通過剝離石墨獲得。
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物理特性
作為目前已知最薄且強度最高的材料,石墨烯具備優異的導電性、導熱性和柔韌性。其碳原子與相鄰原子通過共價鍵連接,碳原子數與C-C鍵數之比為2:3。
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來源與制備
石墨烯最初通過機械剝離法從石墨中分離得到。後續發展了化學氣相沉積(CVD)等工業化制備方法。
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應用領域
- 材料科學:用于柔性電子器件、超強複合材料等。
- 半導體技術:歐盟曾投資10億歐元研究其在半導體中的應用。
- 能源領域:如高效電池和超級電容器電極材料。
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常見誤區
- 同位素 vs 同素異形體:石墨烯與石墨、金剛石等同為碳的同素異形體,而非同位素。
- 拼寫混淆:需注意與拼寫相近的“graphine”區分,後者可能是筆誤或不規範表達。
發音與詞源:
- 英式發音:/ˈɡræfɪn/
- 美式發音:/ˈɡræfɪn/
詞源來自“graphite(石墨)”+“-ene(烯類後綴)”,體現其結構關聯性。
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