中国粉体网7月10日讯  石墨烯在力学、电学 、光学 、热学等方面具有优异特性。

    力学特性
    石墨烯中,碳原子之间的连接处于非常柔韧的状态，当被施加外部机械力时，碳原子面会弯曲变形，碳原子不必重新排列来适应外力 ，因此保持了结构稳定。石墨烯是人类已知强度最高的材料，比世界上强度最高的钢铁高100多倍。美国哥伦比亚大学的物理学研究小组选取了10~20微米的石墨烯微粒作为研究对象，研究人员先将这些样品放在一个表面钻有小孔的晶体傅板上，小孔的直径在1~1.5 微米之间。之后他们侦用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力，用以测诚它们的承受能力。研究发现，在样品微粒碎前，每100纳米可承受的最大压力达2.9微牛左右。根据这个实验结果，可测箅出要使1微米的石墨烯断裂，至少需要施加55牛的力 。

    电学特性
    石墨稀具有超高的电迁移率，它的导电性远髙于目前任何高温超导材料。曼彻斯特大学的研究小组在室温下测量了单层石墨烯分子的电子迁移率，发现即使在含有杂质的石墨烯中，电荷的迁移率仍可达10000厘米2/( 伏 ·秒)。2008年，海姆研究小组又证明，电子在石墨稀中的迁移率可以达到前所未有的200000厘米2/( 伏 ·秒) 。不久之后，哥伦比亚大学的博洛京( K .Bolotin) 将这个数值再次提高到250000厘米2/( 伏.秒) 。而目前晶体管的主要材料单晶硅的电子迁移率只有1400厘米7( 伏.秒)，高纯度石墨烯的电子迁移率超过单晶硅 150倍以上。此外，石墨烯的电子迁移率几乎不随温度变化而变化。

    光学特性
    石墨烯几乎是完全透明的，只吸收大约2.3%的可见光，光透率高达97.7%。石墨烯层的光吸收与层数成比例，数层石墨烯( FLG〉样品中的每一层都可以看做二维电子气，受临近层的扰动极小，其在光学上等效为几乎互不作用 的单层石墨烯( SLG) 的叠加。单层石墨烯在300~2500纳米间的吸收谱平坦，在紫外区有吸收峰，这是由于石墨烯态密度中的激子移动呈现范霍夫奇异性。在数层石墨烯中，低能区有与带跃迁相关的其他吸收特性 。

    热学特性
    石墨烯也是一种热稳定材料。石墨烯的热导率高达5300瓦/( 米 .开)，是铜的13倍。研究现，单层石墨稀的导热率与片层宽带、缺陷密度和边缘粗糖度密切相关；石墨烯片层沿平面方向导热具有各向异性的特点：在室温以上，石墨烯的热导率随着温度的增加而逐渐减小。

    化学特性
    石墨烯的电学性能受到了广泛关注，然而它的化学特性却一直少人问津。目前已知的化学特性有： 石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子，如 二氧化氮 、氨 、钾等吸附物作为给体或受体往往会导致载流子浓度发生变化： 而氢离子、氢氧根离子等吸附物会产生导电性很差的衍生物，但这些都不是新的化合物。从表面化学的角度来看，石墨烯的性质类似石墨，因此可根据石墨来推测石墨烯的化学性质。石墨烯的化学性质研究将在今后数年内成为一个研究热点。