石墨烯的发现可以追溯到2004年,当时英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)通过一种简单的方法从石墨中剥离出了单层石墨烯。他们的方法是将石墨薄片粘贴在特殊的胶带上,然后撕开胶带,使得石墨片一分为二,通过不断重复这个过程,最终得到仅由一层碳原子构成的石墨烯薄片。
石墨烯是一种由碳原子以蜂窝状排列形成的二维材料,具有独特的物理和化学性质,如极高的导电性和导热性,以及强度和柔韧性。由于其独特的性质,石墨烯在材料科学、电子学、能源存储和生物医学等领域具有广泛的应用潜力。
石墨烯的制备方法有多种,包括:
机械剥离法:
通过物理手段如胶带剥离,得到高质量的石墨烯,但产量低,难以大规模生产。
化学气相沉积法(CVD):
在高温下让含碳气体在金属基底表面分解,生长出石墨烯薄膜,适合大面积生产,但工艺复杂,成本较高。
氧化还原法:
将石墨氧化成氧化石墨,再通过化学还原得到石墨烯,成本较低,产量大,但质量相对较差。
石墨烯的发现是材料科学领域的一大突破,并且自其发现以来,科学家们一直在探索其制备方法和应用潜力