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圖注:石墨烯半導體封裝 對於相關行業技術人言而言，石墨烯堪稱當前最熱的全新材料,用途廣泛。
石墨烯合金。航空航天領域常用到鈦合金材料，它能夠承受很高的溫度，但導熱性能卻不理想。因此以往的做法往往是在設備上增加很多強散熱裝置，用機械結構來解決材料上的不足。而如今在鈦合金中加入石墨烯，能夠讓它的散熱性能提高200%左右，從而解決了很多問題。將石墨烯納米片添加到鋁合金、銅合金、鈦合金和高溫合金等中，還可以增加其拉伸強度和韌性，使合金的熱導率、導電性等功能特性得到優化。
石墨烯防彈。石墨烯具有優勝的力學功用，在抗彈防護方面具有廣泛的運用前景。國外研究表明，發現石墨烯遭到硅石球高速衝擊時能靈敏鬆散衝擊力，吸收入射能量的能力比鋼強十倍，是凱芙拉縴維的兩倍。將石墨烯與其它輕質高強材料複合，有望獲得高功用輕型裝甲體系。石墨烯能明顯增強蜘蛛絲的強度，複合絲可達天然蛛絲強度的3.5倍，是單兵防彈衣的高功用材料。
石墨烯半導體封裝。在電子封裝材料領域，中國航發通過將石墨烯納米片添加到鋁合金中，開發出了線膨脹係數可控的新一代高性能電子封裝材料。與傳統的鋁-硅合金相比，這種材料的導熱性能提升1倍以上，強度提升90%;與鋁-碳化硅材料相比，導熱性能提升50%，價格降低一半。這種材料可用於雷達收發模塊封裝、大功率半導體器件底板等，對相關產業的技術升級具有重要意義。據介紹計算機是兵器火控體系的核心，其數據處理和存儲能力抉擇著彈道計算和靈敏打擊的精準度。石墨烯器件製成的計算機速度比硅基微處理器高1000倍，在裝備計劃製造仿照、戰場仿照、核爆仿照以及情報分析領域有重要意義，其他石墨烯器件還具有標準小、耗能低、發熱量少等特徵。
兵工科技
在最近於英國舉行的2018年範德堡航展上，來自英國中央蘭開夏大學的航空工程是們展示了被認為是全球第一架採用石墨烯外殼的飛機。據悉，這架叫Juno的無人機寬3.5米，它可能預示著未來飛機的發展方向。
除了中央蘭開夏大學，謝菲爾德先進製造研究中心、曼徹斯特大學國家石墨烯研究所和Haydale石墨烯工業公司也參與了Juno的研發工作。這架飛機還使用了基於石墨烯打造的電池和3D打印的部件。
據瞭解，石墨烯不僅是世界上最強的人造材料，而且在導熱和導電方面表現都非常優秀。由於它非常結實，所以能夠增加傳統機身材料的強度，而這不僅能夠減少傳統機身材料的使用量而且還能大大減輕飛機的重量。這樣做的好處是能讓飛機在無需使用更多燃料的情況下攜帶更重的有效載荷或是在給定燃料量下飛行更遠的距離。
此外，由於石墨烯的良好導熱性能讓熱量在這種材料中擴散，這樣飛機外層就不容易結冰。
最後，石墨烯的導電性可以將雷擊的能量分散到機身表面，而不再是通過局部加熱的方式進而對飛機造成損傷。
據悉，工程師們計劃在未來2個月內對Juno進行試飛。
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（1）能量存儲與轉換
①超級電容器
石墨烯是完全離散的單層石墨材料，其整個表面可以形成雙電層；但是在形成宏觀聚集體過程中，石墨烯片層之間互相雜亂疊加，會使得形成有效雙電層的面積減少。即使如此，石墨烯仍然可以獲得 100～230F/g 的比電容。
②在鋰電池中應用
三星相關研究發現，石墨烯鋰離子電池較普通鋰離子電池的容量提升了 2 倍，且 200 次充放電之後，還能維持 1.5 倍的能量密度。
③在太陽能電池中應用
零帶隙二維石墨烯材料具有高載流子遷移率、較好的電子傳輸能力、大比表面積、質地堅硬；在空氣中不會被腐蝕、也不會降解、性能非常穩定。所有這些特性使石墨烯成為製造太陽能電池的好選擇。
（2）傳感器
目前製備的石墨烯傳感器可用來檢測 NO2、SO2、CO 以及 H2等眾多小分子。由於石墨烯具有優異的生物相容性、高的載流子遷移率及熱導率，可極大提升生物傳感器的各種性能。石墨烯生物傳感器不僅可以檢測生物體內的小分子還可以檢測像蛋白質、DNA 等生物大分子。目前研究較多還有石墨烯壓力傳感器、石墨烯溫度傳感器、石墨烯溼度傳感器等不同類型的傳感器。
（3）生物醫藥
在藥物載體、基因測序、生物傳感器等中的應用前景廣闊。石墨烯具有單原子層結構，比表面積大，適用於藥物載體。科學研究表明，功能化的石墨烯材料有望用作可控釋放及靶向給藥的藥物載體，
此外，石墨烯還可用於基因測序。美國賓夕法尼亞大學的研究小組利用電子束技術，在石墨烯膜上燒灼出納米大小的孔，在電場的作用下，微小的 DNA 鏈就可以穿過這些孔洞，通過電子測量手段檢測 DNA 的易位，再根據 DNA4 個鹼基各自獨特的“電子簽名”，就可以快速完成 DNA 測序。
（4）複合材料
石墨烯複合材料主要包括石墨烯金屬複合材料、石墨烯高分子複合材料及石墨烯無機非金屬材料。基於石墨烯巨大的比表面積，石墨烯金屬納米粒子複合材料可用來作催化劑。與炭黑相比，石墨烯金屬納米粒子的催化活性更高、耐毒性更好且催化劑的穩定性更好。而利用石墨烯的高強度及柔性，將其加入金屬基體中可以合成質輕、高強度、高模量的金屬基複合材料。
在高分子複合材料領域，基於優異的導電、導熱及力學特性，石墨烯被視為導電橡膠、導電塑料、導熱塑料等功能高分子複合材料的最理想的填料，在提高複合材料功能性的同時，還可以顯著改善複合材料的機械性能。
具有優質特性的石墨烯和纖維素為原料，通過目前工業可用的溼紡技術製備石墨烯纖維及其紡織品，一方面利用石墨烯纖維極高的拉伸強度，有望超越碳纖維應用於航空航天、汽車、軍工等領域，另一方面由於石墨烯纖維還能賦予複合材料於優良的力學、電學、熱學、防輻射、抗菌性等功能特性，所製備的石墨烯/纖維素功能複合纖維及相應紡織產品在超導熱導電服裝材料、抗菌醫用材料、生物醫學紡織材料、阻燃材料、輕質纖維基導熱導電覆合材料等領域具有廣泛的應用。
（5）節能環保
在大氣汙染治理與防治領域，石墨烯可以作為催化劑，催化汙染氣體的轉化。
在水汙染處理領域，石墨烯可作為載體制備高性能催化劑，催化汙水中的重金屬的轉化；也可以作為重複使用的吸附劑，吸附水中的重金屬以及有機染料、溶劑以及洩露的原油等。
在土壤汙染治理方面，石墨烯可作為可回收、吸附容量高的吸附劑材料對有機汙染物和重金屬進行吸收。
在海水淡化領域，通過控制石墨烯薄膜上孔徑的大小可允許水分子的通過，而將鹽離子阻隔，在減少能源使用的同時實現海水的快速淡化。
在潤滑添加劑方面，石墨烯具有超薄的片層結構優異的力學性能和自潤滑性，這些特性使其在該應用領域受到關注。
此外，由於石墨烯的熱電轉換效率極高，因此在節能環保領域也有著廣泛的應用前景。
（6）柔性顯示
石墨烯由於具有優異的導電性，可彎折、機械強度好以及良好的透明性，使其在柔性顯示領域有著廣闊的應用前景。相較於氧化銦錫（ITO），石墨烯具有更佳的柔性及透光性。這種超柔性的（Ultra-Flexible）石墨烯讓許多產品得以實現。
（7） 熱管理材料
石墨烯具有極高的熱導率和熱輻射係數，單層石墨烯的導熱係數可達5300W/mK。因此，石墨烯作為極佳的散熱材料，可用於智能手機、平板電腦、大功率節能 LED 照明、衛星電路、激光武器、高集成度系統熱點等的散熱。此外，由於石墨烯的熱電轉化效率極高，且由於是碳材料發熱，因此具有快速紅外加熱的特性，對人體以及環境無害，因此在可穿戴設備以及健康智能家居領域具有巨大的應用前景。
（8）防腐塗料
將採用還原氧化石墨法制備的石墨烯作為防腐填料加入到樹脂塗料中製備得到的石墨烯防腐塗層，研究表明，石墨烯的加入有效提高了塗層的防腐性能，加入石墨烯含量約 1%，其塗層防腐效果就能得到明顯提高。石墨烯良好的防腐性能主要來自於其優良的導電性、獨特的二維片層結構起到的突出的物理隔絕作用，以及其表面疏水等特性。
（9）代替硅生產電子產品
石墨烯具有一個非常好的特性，即被切成1nm 寬的元件，仍具有高的導電性。而當硅被分割成 10nm 的小片後，其電子性能將會消失。因此可用石墨烯製備更小的電子產品。此外，石墨還可以取代硅製造石墨烯晶體管，據估計，石墨烯芯片處理器的頻率有望達到 1THz 以上。雖然目前石墨烯的研究仍然處於基礎研究階段，但基於其優異的性能以及製備石墨烯的原料是價格低廉的石墨，用石墨烯替代硅製造電子產品的應用前景廣闊。
有初有終
石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，研究發現它結構非常穩定，迄今為止研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況;因此具有超薄、超堅固和超強導電性等特性。優良的性能讓它有黑金的稱號，被認為是新材料之王，已經許多國家列為頭號技術研發。近期央視節目在介紹石墨烯時，就展示了最新一款用它製造成的新型防彈衣;而該防彈衣具有重量輕，防彈性能好的優點。
據介紹目前全球已有超過200個機構和1000多名研究人員從事石墨烯研發;不過目前為止，資料顯示世界關於石墨烯大約有23000多個專利，而我國就佔了60%以上。目前中國在石墨烯的功能化已經取得了很大的進展，研究發現石墨烯在增強複合材料方面也體現了優異的性能，可廣泛應用於軍工、精密製造業用於製造風力渦輪機、飛機機翼和超堅韌的防彈衣等軍工產品。
而在其他的製造工藝中加入石墨烯，智能手機的觸摸屏或將更薄、更輕，同時又最不易碎;計算機處理器的運轉速度或將提高數百倍;科學家甚至預言石墨烯將成為徹底改變21世紀的“黑科技”。
中國擁有豐富的石墨儲存量，達到了世界總儲量的75%;以前處於無序競爭的狀態，央視介紹曾經市場需求量一年只要60萬噸，而我國竟然開採出了200萬噸，這讓很多國家都以較低的價格買入；然後這些國家經過深加工後，再以數十倍甚至上百倍的價格出口到中國。痛定思痛後中國採取了一系列措施整頓石墨的開採，壓縮礦井數量，並且不在銷售原礦;經過努力現在石墨產品的價格為5萬一噸，而原礦才2000元一噸。
當前我國石墨正處於從實驗室走向產業化的關鍵時期，產業化應用還有很長的路要走。
鼎盛成寧
1.什麼是石墨烯？
石墨烯是一種二維晶體，人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之後，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯
2.石墨烯簡介
由於石墨烯是集聲、光、電、熱、力、磁四種以上材料特性於一身，同時具備良好的透光性、導熱係數高等普通材料不具備的性能，奠定了其在智能可穿戴設備領域作為超導材料最佳選擇。
2015年，工業和信息化部 、科技部和發展改革委 聯合發佈推進的石墨烯產業發展意見中，石墨烯功能纖維及健康穿戴產品已被列入名單
作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。
3.石墨烯布料的優點
石墨烯做成的布料，最大的優點就是輕薄、保暖,而且還有抗菌、防紫外線、抗靜電和透氣等功能。另外因為石墨烯具有低溫遠紅外功能,可自發熱提高體表溫度1到3攝氏度,達到自暖抗寒的效果。
中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長，而人類細胞卻不會受損。利用石墨烯的這一特性可以製作繃帶，食品包裝，也可生產抗菌服裝、床上用品等。
健康生活百科
石墨烯其實是一種納米的材料，是將碳原子按照奇特的的雜化軌道組成的一種特殊材料。
石墨烯是天生就存在的，但得到它卻需要從石墨中分離。英國的物理學家安德烈·蓋姆和諾沃肖諾夫就因為使用微機械剝離法得到了石墨烯而獲得了2010年諾貝爾物理學獎項。
僅僅是分離就得到了諾獎，可見這種物質是多麼重要。
石墨烯具有非常優異的光學性能，力學性能，在生物醫學，材料學中有著非常重大的應用前景，下面我們就來具體看看它的運用。
比如在基礎物理學中，因為石墨烯的二維結構，電子的質量幾乎不存在，這樣的特性讓石墨烯成為了罕見的研究相對論量子力學的凝聚態物質，這樣的原理讓那些必須在巨型粒子加速器中進行的試驗可以放在小型的石墨烯中。
其次，石墨烯還能加速人類骨髓間充質幹細胞的成骨分化。
另外，因為石墨烯還具有高導電性，高強度等特性，它還能用於航天航空，2014年NASA就開發了用於航天航空的石墨烯傳感器。
總之，石墨烯有望成為新時代的器件，有關它的應用開發和研究也在持續升溫。
螞蟻科學
從一個熱點說起吧。為啥只有中國高鐵能豎硬幣？除了路基、鋼軌、車廂底盤做得比國外做得好，更重要的是：有超級電容器做供電緩衝。過去用的是美國貨，三千五法拉。曾經佔中國市場95%。韓國號稱第一，五千五。不過，和韓國鋰電板一樣，韓國超級電容器也是易爆品，正常人不敢用。寧波出手就是猛虎：七千五法拉。隨之，寧波率先實現了石墨烯的工業化生產（之前的石墨烯都是在實驗室裡生產的），成本只有國外的千分之七。真正開啟了石墨烯應用時代。寧波新能源立即將石墨烯應用於超級電容器，結果是猛虎插翅，兩年時間，九千五、一萬二、三萬。美國超級電容器用於高鐵緩衝，單體容量不夠大。而寧波超級電容器綽綽有餘，中車寧波用它還開發了公交大巴，現在已在寧波、蘭州、廣州三地運營。今年中國智博會，中車寧波宣佈，已試製成功超級電容器驅動的地鐵。這些僅僅是石墨烯一個應用。用於鋰電池會怎麼樣？顯而易見。
按一下會響的蟲
很高興有人問這類問題，自己本身就是學物理的，但是整天回答的好多都是腦洞問題～～
石墨烯是什麼？
石墨烯其實它也可以叫石墨，但在一定程度上有完全等同於石墨。因為石墨烯就是指極其薄的石墨，但是石墨烯卻和石墨的性質有著巨大的不同。
所以你可以認為一層一層的石墨烯疊起來就是石墨，而厚度一毫米的石墨就可能包含300萬層石墨烯，當你用鉛筆輕輕在紙上劃過時，其留下的痕跡就可能是幾層或一層石墨烯。
石墨烯也屬於二維納米材料的一種，所謂二維材料是指電子僅可在兩個維度的非納米尺寸上自由運動（平面運動）的材料！所以這裡的二維可不是指這個材料只有兩個維度的空間！前面說了石墨烯就是極其薄的石墨，與之類似的還有硅烯、磷烯、鍺烯等！
既然用鉛筆輕輕劃一下就可以得到單層石墨烯，那麼你可能認為單層石墨烯的製備應該會很容易！以現在的眼光去看確實很容易，但在2000左右這件事情卻讓眾多科學家為難不已！你可能想象不到是什麼方法，很low的辦法簡單來說就是不停的用特殊膠帶粘、撕石墨薄片，直到得到單層石墨烯。也正是因為如此英國的物理學家安德烈·蓋姆和諾沃肖諾夫獲得了2010年諾貝爾物理學獎項。
當然現在對於石墨烯的製備方法已經很多了，既有物理方法也有化學方法。例如：氧化還原法、外延生長法、化學氣相沉積法（CVD）等。
石墨烯有什麼用？
石墨烯的成功製備可以說在材料學掀起了一次革命！它具有優異的光學、電學、力學特性，因此在材料學、微納加工、能源、生物醫學等領域都有著巨大的前景。
如果從比較專業的說它的特性，石墨烯最大的優點是其獨特的能帶結構，它是零禁帶寬度半導體。其導電的媒介——電子，表現為室溫下就能穩定存在的零質量狄拉克費米子。這使得電子在石墨烯上傳導時，能量損耗極低。這也使得石墨烯在室溫下就可觀察到反常量子霍爾效應，所以它對計算機的發展尤為重要！
總之，石墨烯絕對可以說是物理材料史上華麗的一頁！大家有興趣的話可以去看看維基百科，或者在知網搜一些中文綜述先看看！
你對石墨烯有什麼認識呢？
科學認識論
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。它實際存在於自然界，只是難以剝離出單屋結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，例如，鉛筆在紙上輕輕劃一下，留下的痕跡可能是幾屋石墨烯。它具有優異的光學、電學、力學特性。在物理、材料、電子信息、計算機等領域都具有重要的應用前累。隨著批量化生產及其它研究難題的突破，最先實現商業化的可能會在移動設備、新能源電池等領域。傳感器、晶體管、顯示屏、電池、感光元件、複合材料等都是石墨烯應用中的研究方向，我國儲能豐富，價格也低，所以石墨烯必將被廣泛的應用。正因為它具有優良導電和光學性能的物理性質，所以還會亮燈。
談少爺
軍事用途石墨烯有2個用處質量是鋼鐵5分之一硬度韌性鋼鐵5倍同質量下硬度韌性鋼鐵25倍用它製造洲際導彈外殼導彈發動機推力不變使洲際彈道導彈空重降為原來25分之一變相增加載荷和射程載荷提高5倍射程提高2倍。
還可以變相增加坦克軍艦裝甲防護能力。是原裝甲防護能力提升25倍！
