石墨烯，是一種以sp雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。

石墨烯常見的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）。石墨烯層數(shù)越少，性能越獨(dú)特，相應(yīng)的制備難度越大，成本越高。

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn)：碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp2鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。

研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個(gè)相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。雞西石墨廠家提示您除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵（與苯環(huán)類似），因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。

黑龍江石墨烯是已知強(qiáng)度Z高的材料之一，同時(shí)還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa，固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強(qiáng)度，平均模量可達(dá)0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會(huì)異常堅(jiān)固強(qiáng)韌。

石墨烯應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方向：

1、石墨烯芯片

石墨烯芯片被認(rèn)為是中國彎道超車的希望。國產(chǎn)8英寸石墨烯晶圓已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

2、石墨烯鋰離子電池

鋰離子電池是目前消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用Z廣泛的電池，它的能量密度大，循環(huán)壽命長，但缺點(diǎn)是功率密度還不夠大，電池滿充時(shí)間需要幾個(gè)小時(shí)，充電難題難以突破。超級(jí)電容器功率密度高而能量密度低，無法滿足續(xù)航要求，不能單獨(dú)用于電動(dòng)車或其他儲(chǔ)能設(shè)備。

3、石墨烯儲(chǔ)氫

氧化石墨烯是一種很有潛力的儲(chǔ)氫襯底材料。悉尼科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)摻雜鋁的多孔石墨烯的儲(chǔ)氫能力更強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)氫氣的高效儲(chǔ)存和快速釋放。

4、石墨烯抗菌功效

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，石墨烯的衍生物氧化石墨烯正在發(fā)揮其抗菌功效。比如，新加坡南洋理工大學(xué)研究人員用原子力顯微鏡發(fā)現(xiàn)了氧化石墨烯對(duì)大腸埃希菌的破壞作用。

5、石墨烯作為基因載體

石墨烯及其衍生物具有易于化學(xué)修飾、可結(jié)合核苷酸、容易被細(xì)胞攝取、低毒性等性能，使其成為基因載體的優(yōu)秀候選材料。

6、石墨烯助力可穿戴設(shè)備

目前可穿戴技術(shù)Z大的難題是：如何在不配備眾多電池組的情況下給設(shè)備供電？一個(gè)解決辦法是用超級(jí)電容器代替電池組。

7、石墨烯觸摸屏

石墨烯在柔性顯示領(lǐng)域的應(yīng)用被視為產(chǎn)業(yè)化臨近爆發(fā)階段。但受技術(shù)限制，對(duì)于非單晶、大面積、無缺陷的石墨烯薄膜材料難以進(jìn)行成本控制。