製造下一代超級計算機；製造“太空電梯”的纜線；液晶顯示材料；製造新一代太陽能電池；製造光子傳感器；製造醫用消毒品和食品包裝；創制“新型超強材料”；製作透明觸摸屏、透光板；製造晶體管集成電路；製造紙片般薄的超輕型飛機材料。石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。
製造下一代超級計算機。
石墨烯是目前已知導電性能最好的材料，這種特性尤其適合於高頻電路，石墨烯將是硅的替代品，可用來生產未來的超級計算機，使電腦運行速度更快、能耗降低。製造“太空電梯”的纜線。科學家幻想將來太空衞星要用纜線與地面聯接起來，那時衞星就成了有線的風箏，科學家現在終於找到了可以製造這種太空纜線的特殊材料，這就是石墨烯。可作為液晶顯示材料。
石墨烯是一種“透明”的導體，可以用來替代現在的液晶顯示材料，用於生產下一代電腦、電視、手機的顯示屏。製造新一代太陽能電池。石墨烯透明導電膜對於包括中遠紅外線在內的所有紅外線的高透明性，是轉換效率非常高的新一代太陽能電池最理想材料。
製造光子傳感器。去年10月，IBM的一個研究小組首次展示了他們研製的石墨烯光電探測器。製造醫用消毒品和食品包裝。
中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長，而人類細胞卻不會受損。利用石墨烯的這一特性可以製作繃帶，食品包裝，也可生產抗菌服裝、牀上用品等。創制“新型超強材料”。
石墨烯與塑料複合，可以憑藉韌性，兼具超薄、超柔和超輕特性，是下一代新型塑料。石墨烯適合製作透明觸摸屏、透光板。9、製造晶體管集成電路。石墨烯可取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎材料，而廣泛應用於高性能集成電路和新型納米電子器件中。
製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣，具有軍事用途。實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，於是薄片越來越薄，最後，他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。他們共同獲得2010年諾貝爾物理學獎，石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。
石墨烯用途：1、製造下一代超級計算機。石墨烯是目前已知導電性能最好的材料，這種特性尤其適合於高頻電路，石墨烯將是硅的替代品，可用來生產未來的超級計算機，使電腦運行速度更快、能耗降低。
2、製造“太空電梯”的纜線。
科學家幻想將來太空衞星要用纜線與地面聯接起來，那時衞星就成了有線的風箏，科學家現在終於找到了可以製造這種太空纜線的特殊材料，這就是石墨烯。3、可作為液晶顯示材料。石墨烯是一種“透明”的導體，可以用來替代現在的液晶顯示材料，用於生產下一代電腦、電視、手機的顯示屏。4、製造新一代太陽能電池。
石墨烯透明導電膜對於包括中遠紅外線在內的所有紅外線的高透明性，是轉換效率非常高的新一代太陽能電池最理想材料。5、製造光子傳感器。去年10月，IBM的一個研究小組首次展示了他們研製的石墨烯光電探測器。
6、製造醫用消毒品和食品包裝。中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長，而人類細胞卻不會受損。利用石墨烯的這一特性可以製作繃帶，食品包裝，也可生產抗菌服裝、牀上用品等。
7、創制“新型超強材料”。石墨烯與塑料複合，可以憑藉韌性，兼具超薄、超柔和超輕特性，是下一代新型塑料。8、石墨烯適合製作透明觸摸屏、透光板。
9、製造晶體管集成電路。石墨烯可取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎材料，而廣泛應用於高性能集成電路和新型納米電子器件中。10、製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣，具有軍事用途。石墨烯簡介石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。
石墨烯特性：石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地，應稱為“載荷子”(electriccharge carrier)，的性質和相對論性的中微子非常相似。石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質，結構非常穩定。其完美的晶格結構，常被誤認為很僵硬，但事實並非如此。
石墨烯各個碳原子間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來適應外力，這也就保證了石墨烯結構的穩定，使得石墨烯比金剛石還堅硬，同時可以像拉橡膠一樣進行拉伸。這種穩定的晶格結構還使石墨烯具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。
由於其原子間作用力非常強，在常温下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中的電子受到的干擾也非常小。基於它的化學結構，石墨烯具有許多獨特的物理化學性質，如高比表面積、高導電性、機械強度高、易於修飾及大規模生產等。
可以加速人類骨髓間充質幹細胞的成骨分化，同時也被用來製造碳化硅上外延石墨烯的生物傳感器。同時石墨烯可以作為一個神經接口電極，而不會改變或破壞性能，如信號強度或疤痕組織的形成。
具有柔韌性、生物相容性和導電性等特性，石墨烯電極在體內比鎢或硅電極穩定得多。
對於抑制大腸桿菌的生長十分有效，而且不會傷害到人體細胞。擴展資料：石墨烯的研究與應用開發持續升温，石墨和石墨烯有關的材料廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、傳感器、電容器、晶體管等方面。鑑於石墨烯材料優異的性能及其潛在的應用價值，在化學、材料、物理、生物、環境、能源等眾多學科領域已取得了一系列重要進展。研究者們致力於在不同領域嘗試不同方法以求製備高質量、大面積石墨烯材料。
並通過對石墨烯製備工藝的不斷優化和改進，降低石墨烯製備成本使其優異的材料性能得到更廣泛的應用，並逐步走向產業化。
石墨烯的用途是：石墨烯對物理學基礎研究有着特殊意義，它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過實驗經行驗證。石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的。
基本信息石墨烯（Graphene）是一種以sp²雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。
石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。
石墨烯的十大功效：1、石墨烯集成電路由於石墨烯的超強傳輸性能和非常好的導熱性，石墨烯也被認為是取代硅原料的材料，石墨烯不出意外應該能成為下一代的電路板材料。早2011年，國外的一個團隊他們研究出了一個最先進的“石墨烯晶體管”還把這個新研究的晶體管集成到了新的電子電路中實驗，又過了幾年，也就是2016年，我國的一些科學團隊他們開發出了世界上第一款“低噪聲放大器單片集成電路”填補了空白。
2、石墨烯電池在生產電池的時候，可以用作正負極的高端材料非石墨烯莫屬，石墨烯也可以用作導電的“添加劑”增加在正負極中以提高電池的效率，增加了石墨烯的電池一般情況下可以提高電池的整體效率。
傳統電池的充電時間以及充電效率一直都無法有效解決，因為傳統的鉛酸電池和一般傳統鋰電它們的發展遇到了“問題”，新型石墨烯電池就可以突破這種限制。在車展上，一些汽車公司推出了石墨烯鈦酸鋰電池，可在15~20分鐘內實現快速閃充，石墨烯的電池也可以連續充電放電50000多次，採用石墨烯電池的油電混合動力汽車，一般的續航里程都在900公里左右！3、石墨烯觸摸屏智能手機的關鍵部件是一個導電且非常透明的觸摸屏。由於石墨烯這種材料極其良好的柔韌度還有優良的導電性，而且還有非常突出的光學透性，石墨烯完全可以用於手機屏幕的製作，石墨烯也比現在的材料氧化銦錫更為優秀。國外研究團隊研製出了一種用許多層石墨烯和聚酯材料而組成的柔性屏幕。
利用這種技術，也可以製成石墨烯電池，觸摸傳感器之類的控制器，還有平板，以及先進的發光二極管等材料。4、石墨烯超級材料美國研究人員把軟石墨變成了一根強力的“鋼筋”。該工藝是將石墨烯轉化為具有三維結構的石墨烯泡沫材料，然後對具有強機械性能和高導電性的碳納米管材料進行強化，從而製成“增強石墨烯”。
中國的研究人員使用微小的管狀石墨烯形成蜂窩結構泡沫材料。它像氣球一樣輕，但像金屬一樣結實。將來，它可以用來製作防彈背心、坦克裝甲等。
5、石墨烯存儲器國外的研究人員它們一直都在開發關於石墨烯的存儲系統。為什麼要開發這個系統呢，因為，基於石墨烯的存儲材料系統它具有製造成本低、重量輕、能耗較低、體積比較小、存儲空間大等特點。比如，有一種石墨烯二氧化鈦製作的存儲器它只有55納米長，7納米厚，讀取和寫入幾乎是一瞬間完成（也就是5納秒）。
隨着基於石墨烯的觸摸屏和存儲器等電子設備的不斷髮展，靈活、全透明的智能手機將成為未來的現實。6、石墨烯“人工喉”眾所周知，人類的喉嚨它只能發出聲音，卻不能感知出聲音，如果我們能有一種既能感知又能發聲的材料，且具有一定的“靈活性”，比如把它做成“人工喉嚨”，我們或許就能解決像已故科學家霍金這樣肌肉萎縮患者甚至是一些聾啞人的語言問題。最近幾年，我國的科學研究人員利用石墨烯研究開發了這種“聲學裝置”。它通過熱聲效應發聲，通過壓阻效應接收聲音信號。
7、癌症早期診斷我國的科學研究者他們首次發現了石墨烯可以幫助癌症的早期診斷。當體內出現異常情況時，血清、尿液和唾液中核酸分子生物標記物cmocrrna的含量也會發生變化，但一般檢測方法難以捕捉。由於石墨烯的強吸附，檢測靈敏度可以大大提高。通過對捕獲到的cmocrrna進行綜合分析，可以得出人體是否有癌變，是什麼樣的癌症，這對各種癌症的早期診斷和治療具有重要意義。
8、石墨烯燈泡現在傳統的白熾燈泡已逐漸被白色LED取代。雖然LED光源有各種各樣的好處，但是LED光源的價格比較高，且需要稀土作為製作的其中一種材料。在英國，科學家開發了一種新型石墨烯燈泡，其結構比led更堅固，價格更低，可以延長燈泡的使用壽命，並進一步降低10%的能耗。9、石墨烯除污海綿科研人員利用石墨烯“海綿”的特性來去除和吸附各種有毒有害的一些物質。
吸附容量可達其自身重量的數百倍。吸附後，經處理後可循環使用。中國科學家將石墨烯塗層均勻地包裹在普通海綿表面，並利用其導電性、疏水性和親油性來吸收泄漏在海面上的浮油。
10、海水淡化濾膜到目前為止淡化海水的成本極其昂貴，且需要耗費大量的資源，而且會對環境造成一定的污染。英國研究人員正在研究用於海水淡化的相對便宜的氧化石墨烯濾膜。這是一種選擇性膜，允許水分子通過，鹽離子過濾掉。
它不需要高温和高壓，因此是海水淡化的低成本替代品。
石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。具備低温遠紅外功能，集抗菌抑菌、抗紫外線。
石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環境非常敏感，是電化學生物傳感器的理想材料。
由於石墨烯結構的高度穩定性，石墨烯製作的晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點，使之成為儲氫材料的最佳候選者。石墨烯石墨烯內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，並有如下的特點：碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位於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。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個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°。
除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優良的導電和光學性能。
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