石墨烯粉體

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石墨烯的熱導率高嗎?

2020-11-26 17:11:07

  石墨烯是由碳原子組成的二維晶體,石墨烯散熱只有一個原子厚度。2004年,英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈加姆(Andre  Gam)和康斯坦丁諾沃肖洛夫成功地從石墨中分離出石墨烯,這證明了石墨烯可以單獨存在,并獲得了2010年諾貝爾物理學獎。


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  熱導率:

  石墨烯是世界上最薄、最堅硬的納米材料。它幾乎是完全透明的,石墨烯導電只吸收2.3%的光;熱導率高達5300瓦/米克,高于碳納米管和金剛石。常溫下,其電子遷移率大于15000 cm2/v  s,高于碳納米管或硅晶體,電阻率僅為10-6cm,低于銅或銀。它是世界上電阻率低的材料。由于其極低的電阻率和極快的電子遷移,有望用于開發新一代具有更薄和更快導電性的電子元件或晶體管。石墨烯散熱本質上是一種透明的良導體,因此它也適用于制造透明觸摸屏、光板甚至太陽能電池。

  石墨烯的出現在科學界激起了巨大的波瀾。已經發現石墨烯具有非凡的導電性,比鋼強幾十倍,并且具有優異的透光率。它的出現有望引發現代電子技術領域的一場革命。在石墨烯中,電子可以非常有效地遷移,而傳統的半導體和導體,如硅和銅,表現不如石墨烯。由于電子和原子之間的碰撞,傳統的半導體和導體以熱的形式釋放一些能量。2013年,普通計算機芯片以這種方式浪費了72%-81%的電能,而石墨烯則不同,它的電子能量不會損失,這使得它具有非同尋常的優異特性。

  主要應用:

  石墨烯對于物理學的基礎研究有著特殊的意義,它使得一些以前只能在紙上討論的量子效應可以通過實驗得到驗證,如電子忽略障礙物和實現鬼魅穿越。但更有趣的是它的許多“極端”物理屬性。

  因為只有一層原子,石墨烯發熱電子的運動被限制在一個平面上,石墨烯也有全新的電學性質。石墨烯是世界上導電率高的材料,其中電子的運動速度達到光速的1/300,遠遠超過一般導體中電子的運動速度。

  在塑料中加入1%的石墨烯可以使塑料具有良好的導電性;加入千分之一的石墨烯可以將塑料的耐熱性提高30攝氏度。在此基礎上,可以開發出一種新型的薄、輕、抗拉、超強材料,用于制造汽車、飛機和衛星。


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