30分鐘影片了解石墨烯與氧化石墨烯的差異
石墨烯只是石墨的一個原子層 - 一層sp2鍵合的碳原子排列成六角形或蜂窩狀晶格。石墨是一種常見的礦物質，由多層石墨烯組成。石墨烯和石墨的結構組成和它們的製造方法略有不同。本文重點介紹這兩種材料的區別。
石墨礦物
石墨是碳的三種天然存在的同素異形體之一，它自然發生在全球不同地區的變質岩中，包括南美洲，亞洲和北美的一些地區。這種礦物是由於變質作用期間沉積碳化合物的減少而形成的。
石墨烯
石墨中的化學鍵與金剛石中的化學鍵相似。然而，碳原子的晶格結構有助於這兩種化合物的硬度差異; 石墨含有二維晶格鍵，而金剛石含有三維晶格鍵。每層石墨中的碳原子含有較弱的分子間鍵。這可以使各層相互滑動，從而使石墨成為柔軟且具有延展性的材料。
各種研究已經證明石墨是具有幾種獨特性質的優異礦物。它傳導熱量和電力，即使在超過3600°C的溫度下也能保持最高的自然強度和剛度。這種材料是自潤滑的，並且也耐化學品。
儘管有不同形式的碳，但石墨在標準條件下非常穩定。根據其形式，石墨被廣泛用於各種應用。
石墨烯：奇蹟材料
石墨具有超過石墨的獨特性能。儘管石墨經常被用於鋼筋的加固，但由於它的平面很薄，所以它不能單獨用作結構材料。相反，石墨烯是有史以來最強的材料; 比金剛石強40倍以上，比A36結構鋼強300倍以上。
由於石墨具有平面結構，因此其電子，聲學和熱學性質具有高度的各向異性。這意味著，聲子通過飛機時比通過飛機時更容易。然而，石墨烯具有非常高的電子遷移率，並且與石墨一樣，由於每個碳原子都存在自由的π（p）電子，所以它是良好的導電體。
然而，石墨烯具有比石墨高得多的電導率，這是由於准粒子的出現，其是電子，其功能就好像它們沒有質量並且可以長距離傳播而沒有散射。為了充分實現這種高電導率，需要進行摻雜以克服可以在石墨烯的狄拉克點處可視化的狀態的零密度。
石墨烯的生成或分離
科學家們使用許多技術來生產石墨烯。機械剝離也被稱為膠帶技術，是創建單層和少層石墨烯的有效方法之一。然而，世界各地的各種研究機構正在試圖找到大規模有效地創造高質量石墨烯成本的最有效途徑。
化學氣相沉積（CVD）是生產單層或幾層石墨烯最合適的技術。該技術能夠通過還原從富含碳的來源中提取碳原子。然而，該技術的主要缺點是難以定位合適的襯底以生長石墨烯層，以及難以從襯底去除石墨烯層而不改變或破壞石墨烯的原子結構。
結論
其他用於石墨烯生長的技術是超聲處理，熱工程，二氧化碳還原，切割開放的碳納米管和氧化石墨的還原。後一種利用熱將石墨氧化物還原成石墨烯的技術由於生產成本降低而最近引起了極大的關注。儘管如此，目前生產的石墨烯的質量並不能滿足材料的理論潛力，需要更多的時間來完善。
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