독특한 속성 및 응용 프로그램 전망을 가진 그래 핀

  • 안정적인 구조, 높은 강도.
  • 우수한 전기 및 열 전도도.
  • 비극성 용액에서 우수한 용해도를 나타낸다.
Graphene structure after magnification
설명

용어 그래핀 흑연과 알켄 (ene) 의 명명 접미사에서 파생되었으며, 이는 탄소의 단일 원자 층이 끝없이 확장 된 원자 규모 네트워크를 나타냅니다. 즉, 2 차원 탄소 재료이며, 그래핀, 숯, 탄소 나노 튜브, 풀러렌 등과 같은 다양한 탄소 동소체의 기본 단위인 흑연 시트의 단일층이다. 또한 단층 그래 핀, 이중층 그래 핀 및 몇 층 그래 핀의 일반적인 용어입니다. 사실, 단일 층 또는 몇 층의 탄소 원자 (그래 핀 층) 는 그래 핀이라고 할 수 있습니다. 그래 핀은 현재 세계에서 인위적으로 생산되는 가장 얇은 물질이며 단일 탄소 원자의 두께는 0.335nm 에 불과합니다.

완벽한 그래핀은 육각형 격자로 구성된 이상적인 2 차원 결정 구조를 가지고 있습니다. 각 탄소 원자는 강한 1 차 공유 결합을 통해 3 개의 다른 탄소 원자에 연결되어 강한 C-C 결합을 형성합니다. 더욱이, 각 탄소 원자는 boding-non-boding л 전자에 기여하고, 이러한 л 전자는 평면에 수직 인 л 궤도를 형성합니다. 이 л 전자는 크리스탈에서 자유롭게 움직일 수 있으며, 우수한 기계적 강도와 전도성으로 그래 핀을 부여합니다. 따라서 그래 핀은 sp2 하이브리드 오비탈이있는 육각형 벌집 격자의 탄소 원자로 구성된 2 차원 탄소 나노 물질입니다.

그래 핀 재료는 단층 그래 핀, 이중층 그래 핀, 수 층 그래 핀, 그래 핀, 단층 그래 핀 산화물, 그래 핀, 산화 그래핀, 단층 환원 그래 핀, 산화 그래핀, 10 개 이하의 탄소 원자 층을 가진 그래 핀 관련 2 차원 탄소 재료를 말합니다. 그리고 기능화 된 그래 핀.

그래핀 및 그래핀 관련 재료는 배터리 전극 재료, 반도체 장치, 투명 디스플레이, 센서, 커패시터, 트랜지스터 등에 널리 사용됩니다. 그래 핀 재료의 우수한 특성과 잠재적 인 적용을 감안할 때 화학, 재료 과학, 물리학, 생물학, 환경 과학 및 에너지를 포함한 광범위한 분야에서 일련의 중요한 발전이 이루어졌습니다.

속성
  • 안정적인 구조
    C-C 결합 길이가 0.142nm 인 안정된 결정 구조를 가지고 있습니다.
  • 기계적 성질
    그것은 알려진 가장 강한 재료 중 하나이며 좋은 인성을 가지고 있습니다. 이론적 인 영률은 1.0 TPa 이고 고유 인장 강도는 130 GPa 입니다.
  • 전자 효과
    그것은 약 15,000 cm의 캐리어 이동성을 가지고 있습니다2/(V·s) 실온에서, 이는 종래의 반도체 실리콘 재료보다 수십 배 더 높다.
  • 열 전도도
    이론적으로 결함이 없는 순수 단층 그래핀은 최대 5300 W/mK의 열전도율을 갖는다. 캐리어로 사용될 때, 그것은 600 W/mK까지 열 전도성을 갖는다.
  • 광학 특성
    광범위한 파장에 걸쳐 약 2.3% 의 흡수를 가지며 거의 투명하게 보입니다.
  • 용해도
    그것은 비극성 용액에서 좋은 용해도를 나타내며 초소수성 및 초유 성 특성을 가지고 있습니다.
  • 녹는 점
    융점은 2015 년 연구에서 약 4125 K 로 추정되었지만 다른 연구에 따르면 5000 K 에 가까울 수 있습니다.
  • 화학적 성질
    화학적으로 흑연과 유사하며 다양한 원자와 분자를 흡착하고 탈착 할 수 있습니다.
  • 생체 적합성
    카르 복실 레이트 이온을 이식하면 그래 핀 물질의 표면이 활성 작용기를 갖게되어 물질의 세포 및 생물학적 반응 활성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
  • 추가 반응
    그래핀 상의 이중 결합은 첨가 반응을 통해 필요한 기를 결합하는데 사용될 수 있다.