中國粉體網(wǎng)7月10日訊  石墨烯在力學(xué)、電學(xué) 、光學(xué) 、熱學(xué)等方面具有優(yōu)異特性。

    力學(xué)特性
    石墨烯中,碳原子之間的連接處于非常柔韌的狀態(tài)，當(dāng)被施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面會(huì)彎曲變形，碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力 ，因此保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。石墨烯是人類已知強(qiáng)度最高的材料，比世界上強(qiáng)度最高的鋼鐵高100多倍。美國哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)研究小組選取了10~20微米的石墨烯微粒作為研究對(duì)象，研究人員先將這些樣品放在一個(gè)表面鉆有小孔的晶體傅板上，小孔的直徑在1~1.5 微米之間。之后他們偵用金剛石制成的探針對(duì)這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，用以測誠它們的承受能力。研究發(fā)現(xiàn)，在樣品微粒碎前，每100納米可承受的最大壓力達(dá)2.9微牛左右。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可測箅出要使1微米的石墨烯斷裂，至少需要施加55牛的力 。

    電學(xué)特性
    石墨稀具有超高的電遷移率，它的導(dǎo)電性遠(yuǎn)髙于目前任何高溫超導(dǎo)材料。曼徹斯特大學(xué)的研究小組在室溫下測量了單層石墨烯分子的電子遷移率，發(fā)現(xiàn)即使在含有雜質(zhì)的石墨烯中，電荷的遷移率仍可達(dá)10000厘米2/( 伏 ·秒)。2008年，海姆研究小組又證明，電子在石墨稀中的遷移率可以達(dá)到前所未有的200000厘米2/( 伏 ·秒) 。不久之后，哥倫比亞大學(xué)的博洛京( K .Bolotin) 將這個(gè)數(shù)值再次提高到250000厘米2/( 伏.秒) 。而目前晶體管的主要材料單晶硅的電子遷移率只有1400厘米7( 伏.秒)，高純度石墨烯的電子遷移率超過單晶硅 150倍以上。此外，石墨烯的電子遷移率幾乎不隨溫度變化而變化。

    光學(xué)特性
    石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收大約2.3%的可見光，光透率高達(dá)97.7%。石墨烯層的光吸收與層數(shù)成比例，數(shù)層石墨烯( FLG〉樣品中的每一層都可以看做二維電子氣，受臨近層的擾動(dòng)極小，其在光學(xué)上等效為幾乎互不作用 的單層石墨烯( SLG) 的疊加。單層石墨烯在300~2500納米間的吸收譜平坦，在紫外區(qū)有吸收峰，這是由于石墨烯態(tài)密度中的激子移動(dòng)呈現(xiàn)范霍夫奇異性。在數(shù)層石墨烯中，低能區(qū)有與帶躍遷相關(guān)的其他吸收特性 。

    熱學(xué)特性
    石墨烯也是一種熱穩(wěn)定材料。石墨烯的熱導(dǎo)率高達(dá)5300瓦/( 米 .開)，是銅的13倍。研究現(xiàn)，單層石墨稀的導(dǎo)熱率與片層寬帶、缺陷密度和邊緣粗糖度密切相關(guān)；石墨烯片層沿平面方向?qū)�熱具有各向異性的特點(diǎn)：在室溫以上，石墨烯的熱導(dǎo)率隨著溫度的增加而逐漸減小。

    化學(xué)特性
    石墨烯的電學(xué)性能受到了廣泛關(guān)注，然而它的化學(xué)特性卻一直少人問津。目前已知的化學(xué)特性有： 石墨烯可以吸附和脫附各種原子和分子，如 二氧化氮 、氨 、鉀等吸附物作為給體或受體往往會(huì)導(dǎo)致載流子濃度發(fā)生變化： 而氫離子、氫氧根離子等吸附物會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)電性很差的衍生物，但這些都不是新的化合物。從表面化學(xué)的角度來看，石墨烯的性質(zhì)類似石墨，因此可根據(jù)石墨來推測石墨烯的化學(xué)性質(zhì)。石墨烯的化學(xué)性質(zhì)研究將在今后數(shù)年內(nèi)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。