石墨烯是一种二维晶体,其独特的结构使其具有优异的电学、力学、热学和光学性能。例如,具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、良好的柔韧性和接近20%的伸长率、超高的热导率、高达2600m2/g的比表面积,并且几乎是透明的,在宽频带内光吸收率仅为2.3%。这些优异的物理性能使得石墨烯粉体在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电膜、很强高导电复合材料、高性能锂离子电池、超级电容器等方面显示出巨大的应用潜力。
虽然石墨烯粉体还没有大规模产业化,但是市场非常看好它的应用。根据目前的研发成果,未来石墨烯粉体将广泛应用于以下领域。
1.电子
作为电极材料,石墨烯粉体是一种优异的阳极材料,被认为是可以替代硅的芯片材料。此外,在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。
2.散热
金属在散热方面的应用存在很多问题,如加工困难、能耗大、密度过大、导电性差、易变形、废料回收难等,几乎没有太大的降价空间。但如果将纳米石墨烯粉体导热塑料应用于LED灯等产品的散热,其系统成本至少可以降低30%。石墨烯粉体是一种由碳原子组成的单层片状结构的新型纳米材料。
各行各业对它寄予厚望,因为它具有优良的导电性、导热性和散热性。是二维单层碳原子晶体。与三维材料相比,其低维结构可以显著降低声子在晶界的边界散射,赋予其特殊的声子扩散模式。快速导热散热特性使其成为一种优良的散热材料,可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。
3.生物医学
石墨烯粉体具有优异的机械性能和生物相容性。作为增强填料,可以显著提高生物材料的力学性能。
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