Cómo producir grafeno
1 El método de deposición meteorológica utiliza principalmente gas que contiene carbono (metano, vagamente). Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, los átomos de carbono se adhieren a la base de crecimiento, formando una sola capa de material estructural de carbono, que crece gradualmente. Ventajas: El grafeno obtenido tiene una buena estructura y su tamaño no está limitado por las materias primas. Desventajas: proceso de preparación complejo y baja eficiencia de producción.
El método redox utiliza un oxidante para oxidar el grafito capa por capa y utiliza ondas ultrasónicas para desprender la capa de óxido. Luego, la capa de óxido de grafito se reduce con un agente reductor para obtener grafeno. Ventajas: bajo costo y alta eficiencia de producción. Desventajas: el tamaño del grafeno está determinado por las materias primas y los oxidantes y agentes reductores utilizados pueden contaminar el medio ambiente.
3 El método de intercalación consiste en llenar los espacios entre las capas de grafito con sustancias de intercalación, superando así la fuerza de Van der Waals entre las capas y dispersando las capas para obtener grafeno. Este método aún se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo.
Datos ampliados:
El grafeno tiene excelentes propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas y tiene importantes aplicaciones en los campos de la ciencia de materiales, el micronanoprocesamiento, la energía, la biomedicina y las perspectivas de administración de fármacos. , considerado el material revolucionario del futuro. Los físicos Andre Gehm y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester en el Reino Unido separaron con éxito el grafeno del grafito mediante exfoliación micromecánica, recibiendo así * * * el Premio Nobel de Física de 2010.
Los métodos comunes para la producción de polvo de grafeno incluyen la exfoliación mecánica, el crecimiento epitaxial redox y SiC, y los métodos de producción de películas delgadas incluyen la deposición química de vapor (CVD). El 31 de marzo de 2065, comenzó la construcción de la primera línea de producción totalmente automática de China para dispositivos solares fotovoltaicos orgánicos de grafeno en Heze, Shandong. Este proyecto produce principalmente células solares orgánicas de grafeno (en lo sucesivo denominadas OPV de grafeno) que pueden generar electricidad con poca luz, resolviendo los tres principales problemas de generación de energía solar: aplicación limitada, sensibilidad a los ángulos y dificultad en el modelado.
1Grafeno monocapa
El grafeno monocapa se refiere a un material de carbono bidimensional compuesto por una capa de átomos de carbono con una estructura de anillo de benceno (es decir, estructura de panal hexagonal).
2 Grafeno de doble capa
Grafeno de doble capa o doble capa: se refiere a dos capas de átomos de carbono en diferentes métodos de apilamiento (incluido el apilamiento AB y el apilamiento AA) que se cierran periódicamente A Material de carbono bidimensional formado apilándolo en una estructura de anillo de benceno (es decir, estructura de panal hexagonal).
Grafeno de 3 capas
El grafeno de pocas capas se refiere al empaquetado periódico de 3 a 10 capas de átomos de carbono en el anillo de benceno en diferentes métodos de apilamiento (incluido el apilamiento ABC y Apilamiento ABA) Un material de carbono bidimensional compuesto por una estructura de panal hexagonal. ?
4 Grafeno Multicapa
Grafeno multicapa, también conocido como grafeno multicapa: se refiere a un material de carbono bidimensional con un espesor mayor a 10 capas y menor a 10 nm, que tiene una composición de benceno. Estructura de anillo (es decir, estructura de panal hexagonal) Los átomos de carbono se apilan en diferentes métodos de apilamiento (incluido el apilamiento ABC y el apilamiento ABA).
Carbono
El carbono es un elemento muy común que se encuentra ampliamente en la atmósfera y en la corteza terrestre en diversas formas. La comprensión y utilización del carbono simple tiene una larga historia, y una serie de compuestos orgánicos de carbono son la base de la vida. El carbono es un componente del arrabio, el hierro forjado y el acero. El carbono puede combinarse químicamente consigo mismo para formar una gran cantidad de compuestos y es una molécula importante en biología y negocios. La mayoría de las moléculas de los organismos vivos contienen carbono.
Formas de existencia
El carbono se presenta en diversas formas, como el carbono elemental cristalino, como el diamante y el grafito; el carbono amorfo, como el carbón; Sal ácida, como el mármol. Las propiedades físicas y químicas del carbono elemental dependen de su estructura cristalina. El diamante muy duro y el grafito blando tienen diferentes estructuras cristalinas, cada una con su propia apariencia, densidad y punto de fusión.
Materiales de referencia:
Enciclopedia Baidu-Grafeno