同样是碳,为什么金刚石、石墨、石墨烯差距这么大?

2023-05-25 烯领科技

同素异形体

首先需要了解一个叫同素异形体的东西:比如氧气在正常情况下,是无害的,但是氧气达到一定浓度后,再经过太阳辐射分解成氧原子,氧原子再与周围的氧分子结合,最终会形成剧毒的臭氧。

还有就是白磷跟红磷,同样是磷元素组成,前者含有剧毒,而后者是完全无毒的。

这就是所谓的同素异形体,根据不同的结构,最终形成了完全不同的性质。

金刚石与石墨、石墨烯:

金刚石的结构是一个碳原子周围有四个碳原子,原子间靠着非常强的共价键结合,形成了立方面格子晶体结构,所以非常坚硬。

金刚石结构图

石墨的结构是分层的,同一层内,碳原子之间思考化学键的连接作用在一起,也是比较坚固的,但是层与层之间是靠微弱的范德华力作用,连接在一起,所以层与层之间是可以互相滑动的,所以比较柔软。

石墨结构图

石墨烯则是石墨分离出的单独的一层,所以石墨烯会非常稳定,属于厚度只有一个碳原子直径大小的"二维材料",正因为这种结构,导致石墨烯拥有非常强的特性:

石墨烯

★超薄,由于厚度只有一个碳原子直径大小,所以可以说是目前最薄的材料,厚度为0.335nm(1mm = 1000um 1um = 1000nm,约为人发的1 / 200,000)

★超强的强度,是普通钢的200倍。如果未来石墨烯产量增加,用石墨烯代替钢铁作为建筑、工业材料,对房屋强度、高度会有前所未有的提升,对于汽车、军工装备也会有很大改进,从而大大增加强度与减少能源消耗。

★强大的比表面积2630㎡/ g

★超高的导热系数,导热系数高达5 X 103W / m.K,是铜,铁,铝等金属的导热系数的数十倍。可以作为非常好的散热材料。

★超强导电性,载流子迁移率是光速的1/300,是硅的140倍。如果用石墨烯作为导线,可以非常有效地减少电力传输的电力损耗,甚至石墨烯可以在特定条件下实现常温超导。

单层石墨烯

据测试发现,石墨烯层数的不同会导致加热后释放的远红外波段不同,其中单层石墨烯的远红外波段最接近人体的远红外波段,最适合人体吸收,目前基于这种特性,利用单层石墨烯释放远红外给人体吸收,从而达到远红外理疗的效果。

单层石墨烯远红外的理疗效果:

利用单层石墨烯同频的远红外将能量带入人体体内,从而达到温 热效应,最终可以有效地加速血液循环,血液循环加快针对许多疾病都有非常好的预防与调理效果,其中包括但不限于:糖尿病、高血压、代谢紊乱、腰间盘突出、富贵包等一系列疾病。

单层石墨烯远红外理疗的好处:由于是利用远红外理疗,所以可以说是物理疗法,主要是通过提高身体机能来预防与调理各种疾病,所以相较于药物而言,远红外理疗几乎是没有副作用的,对人体无害,而且使用成本也相对较低!

相信在不久的将来,当石墨烯技术不断成熟的时候,石墨烯一定会对全世界的科技带来飞跃性的提升!让我们拭目以待吧!


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