黑龍江石墨烯是一種由碳原子組成六角形呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。具有諸多獨(dú)特的性質(zhì)，在多個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。以下是關(guān)于石墨烯的一些主要信息：

性質(zhì)特點(diǎn)：

優(yōu)異的導(dǎo)電性：石墨烯中π鍵上的電子自由活動(dòng)能力很強(qiáng)，使其載流子遷移效率高達(dá)15000cm2/(v.s)，約為光速的1/300，電阻率小，導(dǎo)電性能優(yōu)越。例如，在電子器件領(lǐng)域，石墨烯有望用于制造超高頻率芯片等。

出色的導(dǎo)熱性：其導(dǎo)熱性能優(yōu)于碳納米管，可作為電子產(chǎn)品的新一代導(dǎo)熱散熱材料。比如在智能手機(jī)等電子設(shè)備中，使用石墨烯導(dǎo)熱材料能更高效地散熱，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

極高的強(qiáng)度：是目前已知強(qiáng)度z高的材料之一，楊氏模量高達(dá)1100GPa，斷裂強(qiáng)度為42N/m，具有良好的耐受力和硬度，同時(shí)還具有一定彈性。但經(jīng)修飾后的石墨烯力學(xué)性能可能會(huì)發(fā)生變化，如氧化后的石墨烯彈性模量和極限拉伸強(qiáng)度顯著降低。

高透光率：在常溫常壓下，石墨烯是接近透明的固體，具有良好的透光性，這一特性使其在柔性顯示等領(lǐng)域有應(yīng)用前景，例如可用于制造透明導(dǎo)電薄膜。

大比表面積：擁有較高的比表面積，這使其在吸附、催化等方面具有優(yōu)勢(shì)。

良好的化學(xué)穩(wěn)定性：石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元是苯環(huán)，相鄰碳原子以σ鍵相連，垂直于平面方向具有π鍵，這種結(jié)構(gòu)特征使其骨架穩(wěn)定不易被破壞，不過其反應(yīng)活性更多地集中在邊界基團(tuán)和平面缺陷。

獨(dú)特的量子霍爾效應(yīng)：石墨烯具有半整數(shù)的量子霍爾效應(yīng)，且其溫度范圍比其他二維材料寬10倍，在室溫下即可觀察到，這為量子計(jì)算等領(lǐng)域的研究提供了新的方向。

制備方法：

機(jī)械剝離法：利用機(jī)械力（如用透明膠帶）重復(fù)剝離石墨，可得到石墨烯薄層。這種方法能獲得高質(zhì)量的石墨烯層，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力、不可控因素多，難以大規(guī)模制備，也很難制得大面積石墨烯。后來也有改進(jìn)的球磨剝離石墨制備石墨烯的方法，在球磨過程中添加合適溶劑，可低成本批量生產(chǎn)晶體結(jié)構(gòu)完整的石墨烯薄片，且能用于大規(guī)模生產(chǎn)。

液相溶劑剝離法：將石墨片或石墨衍生物分散于特定溶劑（如N,N-二甲基甲酰胺、鄰二氯苯、N-甲基-吡咯烷酮等）中，再通過超聲、加熱等手段得到石墨烯。該方法能保持石墨烯結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性能不被破壞，但常出現(xiàn)石墨烯團(tuán)聚現(xiàn)象，且超聲法制備的石墨烯濃度低，超聲時(shí)間過度還會(huì)破壞石墨烯結(jié)構(gòu)。

氧化還原法：先將天然石墨通過熱處理或在邊界連接含氧基團(tuán)進(jìn)行氧化，再經(jīng)外力剝離得到單層氧化石墨烯，z后用強(qiáng)還原劑還原氧化石墨烯，除去含氧基團(tuán)，得到石墨烯。這種方法成本低、產(chǎn)量高，可高效制備出大面積獨(dú)立的單層石墨烯，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)出的石墨烯可應(yīng)用于光電池和電化學(xué)裝置等領(lǐng)域。

化學(xué)氣相沉積法（CVD）：目前工業(yè)上應(yīng)用較廣泛。利用高溫可分解的含碳化合物作為碳源，通過高溫退火使石墨烯在基體表面生長(zhǎng)，z后從基體表面移除獲得石墨烯薄片。碳源可選擇甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、乙醇、乙炔、聚合物等，基體多為金屬Ni、Pt、Ru等。該方法簡(jiǎn)單易行可控，能制備出質(zhì)量高、面積大的石墨烯，但成本較高。此外，碳源還可以為餅干、巧克力、草、塑料、蟑螂等物質(zhì)，選擇這些物質(zhì)合成石墨烯可降低成本、更加綠色無毒。石墨烯轉(zhuǎn)移可以利用濕轉(zhuǎn)移法（腐蝕基體法）和干轉(zhuǎn)移法，濕轉(zhuǎn)移法是將石墨烯從硅片表面轉(zhuǎn)移到其他基體（如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA））上，再利用丙酮清洗掉PMMA，實(shí)現(xiàn)石墨烯的轉(zhuǎn)移。CVD中碳源、基體、溫度、壓力的選擇都會(huì)影響石墨烯的生長(zhǎng)速度和形態(tài)面積。

電化學(xué)法：在水溶液或有機(jī)電解質(zhì)中的石墨工作電極上應(yīng)用陰極或陽(yáng)極電位的方法。使用陽(yáng)極電位有助于將負(fù)的陰離子插入到石墨層間，形成石墨烯。