石墨烯的作用
石墨烯(xi)作为一(yi)种由单层碳原(yuan)子(zi)组成(cheng)的(de)(de)(de)(de)二维材料,因其(qi)独(du)特(te)的(de)(de)(de)(de)结构和(he)优异的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)化学性(xing)(xing)质,在(zai)多个领域(yu)展现出革命性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)应用(yong)潜力。以下是(shi)石墨烯(xi)的(de)(de)(de)(de)主要作用(yong)及(ji)具体(ti)应用(yong)场景:电子(zi)与半导体(ti)领域(yu)超高(gao)(gao)速晶体(ti)管(guan):石墨烯(xi)的(de)(de)(de)(de)电子(zi)迁移率是(shi)硅的(de)(de)(de)(de)100倍(bei)以上(shang),可用(yong)于(yu)制造高(gao)(gao)频、低功耗(hao)的(de)(de)(de)(de)晶体(ti)管(guan),推(tui)动未来5G/6G通(tong)信和(he)量子(zi)计算发展。柔(rou)(rou)性(xing)(xing)显示屏:其(qi)高(gao)(gao)透(tou)明度和(he)导电性(xing)(xing)使其(qi)成(cheng)为可折叠屏幕、透(tou)明触(chu)(chu)控(kong)面板的(de)(de)(de)(de)理(li)想(xiang)材料,如三(san)星、华为已展示石墨烯(xi)基(ji)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)屏原(yuan)型。透(tou)明导电膜:替(ti)代传统氧化铟锡(xi)(ITO),用(yong)于(yu)太阳能电池(chi)、LED灯(deng)和(he)触(chu)(chu)摸屏,降低成(cheng)本并提高(gao)(gao)柔(rou)(rou)韧性(xing)(xing)。

能(neng)(neng)源存(cun)储与转(zhuan)换超级(ji)电容器(qi)(qi):石墨烯的比(bi)表面积大(2630 m²/g),可(ke)实现(xian)快(kuai)速(su)充放电,能(neng)(neng)量(liang)密度是传统电容器(qi)(qi)的10-100倍,适用(yong)于(yu)电动汽车快(kuai)速(su)充电和(he)电网储能(neng)(neng)。锂离(li)子(zi)电池:作(zuo)为(wei)负极材料或导电添加剂,可(ke)提升电池容量(liang)(如华为(wei)石墨烯电池技术)和(he)循环(huan)寿命(ming),减(jian)少充电时间。太阳(yang)能(neng)(neng)电池:作(zuo)为(wei)透明(ming)电极或光吸(xi)收层,提高光电转(zhuan)换效率,降低(di)成本(如钙钛矿太阳(yang)能(neng)(neng)电池中石墨烯的应用(yong))。

材料(liao)科学(xue)高强(qiang)度(du)复合(he)材料(liao):石墨烯(xi)的(de)拉(la)伸强(qiang)度(du)达(da)130 GPa(是钢的(de)100倍),与塑料(liao)、金属复合(he)后,可制(zhi)造轻量化、高强(qiang)度(du)的(de)航空航天部件和(he)汽车零部件。防腐(fu)涂(tu)料(liao):单层石墨烯(xi)可隔绝氧(yang)气和(he)水分子,用(yong)(yong)于船(chuan)舶、桥梁的(de)防腐(fu)涂(tu)层,延长使(shi)用(yong)(yong)寿命。导热(re)材料(liao):热(re)导率高达(da)5300 W/m·K,可用(yong)(yong)于散热(re)片(pian)、热(re)界面(mian)材料(liao),解决电子设(she)备过热(re)问题(如华为手机(ji)散热(re)技术)。