石墨和石墨烯的区别

石墨烯只是石墨的一个原子层 - 一层sp2键合的碳原子排列成六角形或蜂窝状晶格。石墨是一种常见的矿物质，由多层石墨烯组成。石墨烯和石墨的结构组成和它们的制造方法略有不同。本文重点介绍这两种材料的区别。

石墨矿物 石墨是碳的三种天然存在的同素异形体之一，它自然发生在全球不同地区的变质岩中，包括南美洲，亚洲和北美的一些地区。这种矿物是由于变质作用期间沉积碳化合物的减少而形成的。

石墨烯 石墨中的化学键与金刚石中的化学键相似。然而，碳原子的晶格结构有助于这两种化合物的硬度差异; 石墨含有二维晶格键，而金刚石含有三维晶格键。每层石墨中的碳原子含有较弱的分子间键。这可以使各层相互滑动，从而使石墨成为柔软且具有延展性的材料。 各种研究已经证明石墨是具有几种独特性质的优异矿物。它传导热量和电力，即使在超过3600°C的温度下也能保持最高的自然强度和刚度。这种材料是自润滑的，并且也耐化学品。 尽管有不同形式的碳，但石墨在标准条件下非常稳定。根据其形式，石墨被广泛用于各种应用。

石墨烯：奇迹材料 石墨具有超过石墨的独特性能。尽管石墨经常被用于钢筋的加固，但由于它的平面很薄，所以它不能单独用作结构材料。相反，石墨烯是有史以来最强的材料; 比金刚石强40倍以上，比A36结构钢强300倍以上。 由于石墨具有平面结构，因此其电子，声学和热学性质具有高度的各向异性。这意味着，声子通过飞机时比通过飞机时更容易。然而，石墨烯具有非常高的电子迁移率，并且与石墨一样，由于每个碳原子都存在自由的π(p)电子，所以它是良好的导电体。 然而，石墨烯具有比石墨高得多的电导率，这是由于准粒子的出现，其是电子，其功能就好像它们没有质量并且可以长距离传播而没有散射。为了充分实现这种高电导率，需要进行掺杂以克服可以在石墨烯的狄拉克点处可视化的状态的零密度。

石墨烯的生成或分离 科学家们使用许多技术来生产石墨烯。机械剥离也被称为胶带技术，是创建单层和少层石墨烯的有效方法之一。然而，世界各地的各种研究机构正在试图找到大规模有效地创造高质量石墨烯成本的最有效途径。 化学气相沉积(CVD)是生产单层或几层石墨烯最合适的技术。该技术能够通过还原从富含碳的来源中提取碳原子。然而，该技术的主要缺点是难以定位合适的衬底以生长石墨烯层，以及难以从衬底去除石墨烯层而不改变或破坏石墨烯的原子结构。

结论 其他用于石墨烯生长的技术是超声处理，热工程，二氧化碳还原，切割开放的碳纳米管和氧化石墨的还原。后一种利用热将石墨氧化物还原成石墨烯的技术由于生产成本降低而最近引起了极大的关注。尽管如此，目前生产的石墨烯的质量并不能满足材料的理论潜力，需要更多的时间来完善。