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，碳原子面會彎曲變形，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象，研究人員先將這些樣品放在一個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)這個實驗結(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：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)成為一個研究熱點。