石墨烯是用什么原材料生产出来的？
石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。
制备方法
石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法
；
化学方法是化学还原法与化学解理法。
微机械分离法
最普通的是微机械分离法，直接将石银或墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯，并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片，其尺寸不易控制，无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。
取向附生法—晶膜生长
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在
1
1
5
0
℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片形状的单层的碳原子“
孤岛”
布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石
墨烯。第一层覆盖
8
0
％后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的交互作用，而第二层后就几乎与钌完全分禅枯离，只剩下弱电耦合，得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影
响碳层的特性。另外Peter
W.Sutter
等使用的基质是稀有金属钌。
加热
SiC法
该法是通过加热单晶6H-SiC脱除Si，在单晶(0001)
面上分解出石墨烯片层。具体过程是：将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物。用俄歇电子能贺搏洞谱确定表面的氧化物完全被移除后，将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1min~20min，从而形成极薄的石墨层，经过几年的探索，Berger等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。其厚度由加热温度决定，制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
一条以商品化碳化硅颗粒为原料，通过高温裂解规模制备高品质无支持（Free
standing）石墨烯材料的新途径。通过对原料碳化硅粒子、裂解温度、速率以及气氛的控制，可以实现对石墨烯结构和尺寸的调控。这是一种非常新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法。
化学还原法
化学还原法是将氧化石墨与水以1
mg/mL的
比例混合，
用超声波振荡至溶液清晰无颗粒状物质，加入适量肼在1
0
0℃回流2
4
h
，产生黑色颗粒状沉淀，过滤、烘干即得石墨烯。Sasha
Stankovich
等利用化学分散法制得厚度为1
nm左右的石墨烯。[3]
化学解理法
化学解理法是将氧化石墨通过热还原的方法制备石墨烯的方法，氧化石墨层间的含氧官能团在一定温度下发生反应，迅速放出气体，使得氧化石墨层被还原的同时解理开，得到石墨烯。这是一种重要的制备石墨烯的方法，天津大学杨全红等用低温化学解理氧化石墨的方法制备了高质量的石墨烯。
石墨烯是什么材料
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯不仅是世上最薄而且也是最坚硬的纳逗粗灶米材料，几乎是完全透明，它具有优异的光学、电学、力学特性，常见的粉体生产的方法有氧化还原法、机械剥离法、SiC外延生长法等。
石墨烯有很多罕见的性质，能有效地传导热和电，导电性也非常高，几乎透明。不仅具有令人难以置信的物理特性，而且作为按重量制作的最坚固的材料被广泛引用。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以更紧密地封装处理器内的晶体管，使许多电子行业进一步前进。
石墨烯的难以置信的物理特性实际上应用于各种思想实验。如果至少可以用一米长的线山扮程制造，一些科学家相信这些石墨烯可以一起编织，足够结实灵活，可以成为宇宙电梯的支柱。
石墨烯用途
1、晶体管
石墨烯可以用来制造晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管仍然可以在接近单个原子的尺度上稳定工作。相比之下，硅制成的晶体管将在约10纳米的尺度上失去稳定性；由于石墨烯中的电子对外场反应非常快，石墨烯制成的晶体管可以达到非常高的工作频率。
2、新能源电池
新能源电池也是石墨烯很早的重要商业领域之一，麻省理工学院已经成功地开发出表面有石墨烯纳米涂层的柔性光伏板，这可以大大降低制造透明和可变形太阳能电池的成本。这种电池可用于小型数字设备，如夜视镜和凳空照相机。
此外，石墨烯超级电池的成功研发也解决了新能源汽车电池容量不足、充电时间长的问题，大大加快了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺平了道路。
3、传感器
石墨烯可以制成化学传感器。这一过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的。根据一些学者的研究，石墨烯化学检测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比较。
石墨烯独特的二维结构使其对周围环境非常敏感。石墨烯是一种理想的电化学生物传感器材料。石墨烯制成的传感器在检测药物中的葡萄糖方面具有良好的灵敏度。
石墨烯是由什么组成的呢？
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只瞎镇有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm，根据制备方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大约1nm左右，水平方向宽度大约10nm到25nm，是除金刚石以外所有碳晶体（零维富勒烯，一维碳纳米管，三维体向石墨）的基本结构单元。很早之前就有物理学家在理论上预言，准二维晶体本身热力学性质不稳定，在室温环境下会迅速分解或者蜷曲，所以其不能单独存在。直到2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，对于石墨烯的研究才开始活跃起来，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行将会快数百倍。石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例如铜和硅远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放败散了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式磨枯粗浪费了70％-80％的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优良特性。
通过上文，我们已经深刻的认识了石墨烯是什么，并知道它的解决措施，以后遇到类似的问题，我们就不会惊慌失措了。如果你还需要更多的信息了解，可以看看一束青草的其他内容。
