褶皱能够降低单层石墨烯的表面能,日本红宝石品牌电容石墨烯二维平面单分子层结构
褶皱能够降低单层石墨烯的表面能,日本红宝石品牌电容石墨烯二维平面单分子层结构
最新日本红宝石品牌电容石墨烯2004年,英国科学家Geim和Novoselov首次从石墨中成功剥离出了单片层状态的二维碳材料——石墨烯,颠覆了科学界对二维晶体的认识。它的发现不仅完整了碳系家族,丰富了碳材料领域,而且由于石墨烯特殊的二维平面单分子层结构,使其具有优异的电学、热学、光学以及机械性能,在光电子器件、高性能复合材料、智能材料、高性能储能器件、药物载体等各领域中有着巨大的应用前景,石墨烯的结构石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的六角蜂窝状晶格的单原子厚度的二维平面材料。在六边形点阵上,每个点的碳原子以三个sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子形成三个σ键,键角120°;剩下一个未杂化的p轨道上的电子与相邻碳原子平行p轨道电子一起形成垂直于平面的大的π共辄体系,电子在整个区域内自由移动,石墨烯是分离出来的单原子层石墨,同一层内,相邻原子距离为0.142nm,C—C键能极大,使其成为机械强度最高的材料;体系中的π电子能够在整个结构中自由运动,这又使石墨烯具有优异的电学性能。从结构来说,石墨烯是构成碳族其他几种同素异形体的基本单元,将石墨烯卷曲闭合成环可构成一维的碳纳米管,石墨烯包裹闭合可构成零维的富勒烯,多个二维的石墨烯片堆叠可构成三维的石墨,日本红宝石品牌电容石墨烯与其他同素异形体的结构关系理论上认为完美的二维结构无法在非热力学零度下稳定存在,但单层石墨烯却在实验中被制备出来。实际上,石墨烯并不具备完美晶型,2007年,Meyer等利用电子衍射对石墨烯研究时发现电子束的衍射斑点随着入射角的增大而展宽。他们认为石墨烯并不是绝对的平面,而是存在着一定的小山丘似的起伏。并且单层石墨烯表面褶皱程度明显要比双层石墨烯大,褶皱程度随着石墨烯层数增加而减小。褶皱可以降低单层石墨烯的表面能,是二维石墨烯存在的必要条件。事实上石墨烯结构非常稳定,其内部各个碳原子之间的连接非常的柔韧,当外部施加力时,日本红宝石品牌电容碳原子平面就会发生弯曲变形,碳原子不必再重新排列,这就保持了石墨烯的稳定结构,由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中的电子受到的干扰也非常小,性能稳定。