石墨烯——你需要知道的一切
石墨烯已成為最有前途的材料之一納米材料因為它具有獨特的特性:它不僅是最薄的，也是最堅固的材料之一;它的導熱性比其他所有材料都好;它是電的優良導體;它在光學上是透明的，但密度如此之大，以致於氣體不能穿透它——即使是最小的氣體原子氦也不能通過它。
石墨烯——所有石墨形式之母。左邊顯示的是一個波紋石墨烯片的藝術印象(圖片來源:Jannik Meyer)。
石墨烯獨特的非凡特性組合為許多領域的下一代技術開發提供了一個迷人的材料平台——可穿戴和超快電子、超靈敏傳感器、多功能複合材料和塗層、膜、醫藥和生物技術、能源收集和存儲。
自2004年首次展示以來，石墨烯研究已經發展成為一個廣闊的領域，每年大約有1萬篇科學論文發表，涉及範圍廣泛。
石墨烯是什麼?
用科學術語來說:石墨烯的非凡特性源於2p軌道，它形成了π態帶，在構成石墨烯的碳薄片上離域。
比鑽石更硬，比橡膠更有彈性;石墨烯比鋼更堅韌，但比鋁更輕，是已知最強的材料。
換個角度來看:如果一張保鮮膜(比如廚房保鮮膜)的強度與單層石墨烯相同，那麼用鉛筆戳穿它需要2000公斤的質量，或者一輛大型汽車的力。
由於石墨烯的獨特結構，它還具有其他驚人的特性:它的電子遷移率高，比矽快100倍;它的導熱性能是鑽石的2倍;它的導電性是銅的13倍;它隻吸收2.3%的反射光;它是不透水的，所以即使是最小的原子(氦)也不能通過無缺陷的單層石墨烯片;它每克2630平方米的高表麵積意味著用不到3克就可以覆蓋整個足球場(好吧，實際上你需要6克，因為2630米2/g為石墨烯薄片兩麵表麵積)。
石墨烯代表了一種概念上的新型材料，這種材料隻有一個原子厚二維(2 d)材料(它們之所以被稱為2D，是因為它們隻有兩個維度:長度和寬度;由於材料隻有一個原子厚，第三維度，高度，被認為是零)。隻有在這種單層或少層狀態下，石墨烯的驚人性能才會顯現出來。
石墨烯是碳納米管等其他石墨材料的基本組成部分:
什麼是氧化石墨烯?
氧化石墨烯(GO)是一個單原子碳層，該層的兩麵都被含氧官能團修飾。在多層氧化石墨烯中，碳層由連接在每層碳原子上的官能團分開。
盡管氧化石墨烯和石墨烯一樣是二維材料，但它的性質與石墨烯非常不同。它不吸收可見光，與石墨烯相比電導非常低，並顯示出明顯更高的化學活性。
1859年，英國化學家本傑明·布羅迪(Benjamin Brodie)或多或少是偶然發現了氧化石墨烯。在他的實驗中，他把石墨暴露在強酸中，得到了他所謂的碳酸．布羅迪相信他發現了graphon它是一種新形式的碳，分子量為33。
正如安德烈·海姆在他的文章中詼諧地提到的石墨烯史前，“今天我們知道，他觀察到了氧化石墨烯微小晶體的懸浮，也就是說，石墨烯片上密集地覆蓋著羥基和環氧基。”
在興趣浪潮開始時，氧化石墨烯隻被認為是大規模生產廉價石墨烯的方法，特別是通過還原製備單層和多層石墨烯薄膜和大塊石墨烯結構(導致降低石墨烯氧化物或rGO)。
隨著時間的推移，正如我們在下麵的一些例子中所示，氧化石墨烯已經在許多領域得到了應用，如膜、塗層、傳感器、光催化和太陽能電池。盡管氧化石墨烯及其還原形式的還原氧化石墨烯是石墨烯的近親，但由於其獨特的性質，它在石墨烯家族中確立了自己的獨立地位。
石墨烯是如何被發現的?
人們已經對石墨烯進行了理論研究由P.R.華萊士於1947年出版作為固態物理計算的教科書例子。他預測了電子結構，注意到了線性色散關係。激發的波動方程是j·w·麥克盧爾在1956年就寫下來了，與狄拉克方程的相似度為G.W.塞門諾夫在1984年討論過．
2002年，海姆開始對石墨烯和向一位博士生挑戰把一塊石墨打磨得盡可能少。他成功地製造出了一塊大約1000層厚的石墨薄片——略低於標準。
Geim的團隊采用了一種不同的方法，開始使用普通的透明膠帶從一塊普通鉛筆中發現的石墨上剝離石墨烯層。使用普通的膠帶，他們最終成功地獲得了隻有一個原子厚度的碳薄片。
石墨烯在石墨中的獨立層被範德華力固定在一起，這種力在石墨烯從石墨中剝離時可以克服。這種機械剝離是製備方法中最簡單的，令人驚訝的是，正是這種方法使獨立石墨烯成為現實。
自從第一批用膠帶製成的小薄片以來，石墨烯的生產得到了快速的提高。僅僅五年後的2009年，研究人員就能夠創造出一種直徑30英寸的石墨烯薄膜．
“由於其不尋常的電子光譜，石墨烯導致了‘相對論性’凝聚態物理的新範式的出現，其中一些量子相對論現象在高能物理中是無法觀測到的，現在可以在桌麵實驗中模仿和測試。”Konstantin Novoselov教授向Nanowerk解釋道早在2007年。“更普遍地說，石墨烯代表了一種概念上的新型材料，它隻有一個原子厚，在此基礎上，為低維物理提供了新的突破口，而低維物理從未停止過驚喜，並繼續為應用提供肥沃的土壤。”
你可能會問:“既然石墨烯薄片在2004年就已經被實驗證明了，而且從那以後積累了大量的科學研究，那麼石墨烯和相關2D材料的預期應用發生了什麼?”2021年出版了兩本(“石墨烯路線圖簡介(第1號):石墨烯旗艦的創新接口”而且石墨烯路線圖簡介(第2號):2020年工業化現狀與展望)審查石墨烯技術和創新路線圖的最新成果，該路線圖探索了石墨烯及相關材料工業化和商業化的不同路徑。
石墨烯界預計，通過加強標準和創造定製的高質量材料，到2025年，石墨烯材料將超越小眾產品和先鋒應用，實現廣泛的市場滲透。然後，石墨烯可以被應用到輪胎、電池、傳感器和電子產品等無處不在的商品中。
如何製作石墨烯
商業石墨烯生產商采用多種石墨烯生產途徑。自下而上的方法大多依賴於富碳化合物的化學氣相沉積(CVD)來形成二維碳薄片。自底向上石墨烯的質量通常較高。不幸的是，這些方法不容易擴展且昂貴。
相比之下，自頂向下的方法要便宜得多，擴展性也更強。許多大規模的合成路線包括氧化石墨烯(GO)剝離和隨後還原為還原氧化石墨烯(rGO)的中間步驟。然而，在產量方麵獲得的良好結果是以質量和一致性為代價的。
目前，用於生產石墨烯的最常用技術如下圖所示，包括微機械解理、CVD、碳化矽(SiC)襯底上的外延生長、氧化石墨烯剝落的化學還原、石墨的液相剝落(LPE)和碳納米管的解壓縮。
但是，根據目標應用程序的不同，每種方法都有自己的優點和局限性。為了克服石墨烯商業化的這些障礙，來自全球各地的各個研發機構、大學和公司的研究人員正在共同努力，通過簡單和環保的方法，開發大規模生產低成本和高質量石墨烯的新方法。
研究人員已經成功地在幾乎任何平麵上生產出超過一英尺長的大型單晶石墨烯薄膜——這是邁向商業化的一步。
簡述
在現有的商業化石墨烯生產方法中，石墨的LPE是使用最頻繁的方法之一。LPE背後的機製是基於這樣一個事實:石墨是一種分層的材料，本質上可以被視為單個的石墨烯晶體相互疊加。
LPE過程包括將石墨磨成粉末，並通過在液體中施加機械力將顆粒分離成微小的薄片。然後將含有石墨烯的薄片從剩餘的材料中分離出來。
Flash焦耳加熱
閃光焦耳加熱(FJH)——利用電荷將材料的溫度急劇提高到3000千度以上——在文獻中已經存在了幾十年，但最近才被應用於石墨烯和其他二維材料的合成。
2020年，FJH被用於從各種原料中合成克級數量的石墨烯，包括炭黑、煤、石油焦、廢棄食品和塑料(”瞬間將垃圾變成有價值的石墨烯”)。
例如，FJH導致混合廢塑料碳化，並允許廢塑料直接轉化為石墨烯，而不需要任何中間熱解處理。因為產生了必要的熱量原位，不需要熔爐或低效的傳熱。
閱讀更多關於石墨烯和其他二維材料的大規模合成．
製造石墨烯的挑戰
石墨烯有大量潛在的應用，但研究和商業應用受到許多可用材料低劣或未知質量的影響(詳情請參閱我們的文章“小心假石墨烯”)。
石墨烯的質量起著至關重要的作用，因為石墨烯薄片中缺陷、雜質、晶界、多疇、結構紊亂、褶皺的存在會對其電子和光學性能產生不利影響。
在電子應用中，主要的瓶頸是對大尺寸樣品的要求，這隻有在CVD工藝的情況下才有可能，但很難生產高質量的單晶石墨烯薄膜，具有非常高的電導率和熱導率以及優異的光學透明度。
傳統方法合成石墨烯的另一個問題涉及使用有毒化學物質，這些方法通常會產生有害廢物和有毒氣體。因此，有必要開發綠色的方法，按照環境友好的方式生產石墨烯。
石墨烯的製備方法也應考慮到原位具有複雜結構的石墨烯基器件的製造和集成，將能夠以更低的生產成本消除多步驟和費力的製造方法(閱讀更多:高質量石墨烯的大規模生產:世界專利分析”)。
在Nanowerk，我們有一個更新的列表石墨烯製造商和供應商在我們的Nanowerk產品目錄我們的名單上有超過600個出售的商用石墨烯材料．
石墨烯的屬性
石墨烯的電子性質
其中一個原因是納米技術致力於分子電子學的研究人員之所以對石墨烯感到興奮，是因為它的電子性能——它是地球上最好的電導體之一。石墨烯中碳原子的獨特原子排列使其電子可以很容易地以極高的速度移動，而不會有顯著的散射機會，從而節省了在其他導體中通常丟失的寶貴能量。
科學家們發現，即使在載流子濃度為零的極限下，石墨烯仍然能夠導電，因為電子似乎沒有減速或定位。在碳原子周圍移動的電子與石墨烯蜂窩狀晶格的周期電位相互作用，從而產生新的失去質量的準粒子靜止質量(所謂的無質量的狄拉克費米子)．這意味著石墨烯永遠不會停止導電。人們還發現，它們的運動速度遠遠快於其他半導體中的電子。
石墨烯的力學性能
石墨烯令人印象深刻的內在力學性能，它的剛度、強度和韌性，是使石墨烯無論是作為一種單獨的材料，還是作為石墨烯複合材料的增強劑，都脫穎而出的原因之一。它們是由sp的穩定性引起的2形成六邊形晶格並反對各種麵內變形的鍵。
關於石墨烯和石墨烯基納米複合材料的力學性能的詳細討論可以在這裏找到回顧論文．
剛度
實驗和模擬得到的斷裂力基本一致，二階彈性剛度的實驗值為340±50 N m－1．這個值對應的楊氏模量為1.0±0.1 TPa，假設有效厚度為0.335 nm。
強度
無缺陷的單層石墨烯被認為是最強的材料過測試強度為42牛米－1相當於130 GPa的內在強度。
韌性
斷裂韌性是一種與工程應用密切相關的性能，是石墨烯最重要的力學性能之一測量臨界應力強度因子為4.0±0.6 MPa。
世界各地的研究小組正在致力於開發工業化製造的石墨烯片材，這種片材在所有方向上都具有高強度和韌性，可用於各種應用石墨烯複合材料用於車輛，光電和神經植入。
最近一個利用石墨烯力學特性的消費產品是由意大利Momodesign公司和意大利理工學院(IIT)開發的Momo Evo石墨烯摩托車頭盔。
這是第一款石墨烯注入碳纖維頭盔，利用該材料的薄、強、導電、靈活和輕便的特點，創造出一款比普通頭盔更好地吸收和消散衝擊的頭盔。它還能更有效地分散熱量，所以itís更涼爽。
另一個例子是Dassi Interceptor™石墨烯自行車——世界上第一款石墨烯自行車。用石墨烯增強碳纖維可以製成比普通碳更輕、更薄的管。這意味著一個沒有通常重量犧牲的航空形狀的框架。由於其石墨烯增強框架，這款自行車輕了30%，但強度是原來的兩倍，而且非常堅固。
石墨烯的用途和應用
能源儲存和太陽能電池
石墨烯基納米材料具有廣泛的應用前景能源相關領域．舉幾個最近的例子:石墨烯提高能量容量和充電率可充電電池;激活石墨烯使用於儲能的超級電容器；石墨烯電極可能導致製造太陽能電池的有前途的方法價格便宜，重量輕，靈活;多功能石墨烯墊是催化係統的有前途的襯底．
研究人員還發現，石墨烯作為電極主材料的化學/結構缺陷與其抑製枝晶生長的能力之間存在一種關鍵的、意想不到的關係。枝晶生長是電極上的樹枝狀燈絲沉積，可以穿透電池兩半之間的屏障，並可能導致電短路、過熱和火災。無缺陷石墨烯可能解決鋰金屬電池的枝晶問題”)。
這些例子突出了石墨烯將產生影響的四個主要能源相關領域:太陽能電池、超級電容器、石墨烯電池以及燃料電池的催化。
由於石墨烯優異的電子傳輸性能和極高的載流子遷移率，石墨烯和其他直接帶隙單層材料，如過渡金屬二鹵代化合物(TMDCs)和黑磷，在低成本、靈活和高效的光伏器件中顯示出巨大的潛力。它們是最有前途的材料先進的太陽能電池．
一篇優秀的評論論文(石墨烯基納米材料的化學方法及其在能源相關領域的應用)簡要概述了關於定義明確的石墨烯基納米材料生產的化學和熱方法及其在能源相關領域的應用的最新研究。
然而，作者指出，在石墨烯基納米材料和器件得到廣泛的商業應用之前，必須解決兩個重要問題:一是製備具有明確結構的石墨烯基納米材料，二是將這些材料可控地製造成功能器件。
石墨烯傳感器應用
功能化石墨烯在生物和化學傳感器領域有著非凡的前景。研究人員已經證明，氧化石墨烯(GO)獨特的二維結構，結合其對水分子的超滲透性，導致傳感設備以前所未有的速度(“超快石墨烯傳感器在你說話時監測你的呼吸”)．
科學家們發現化學蒸汽改變了石墨烯晶體管的噪聲光譜，使得它們可以用一個由原始石墨烯製成的設備對許多蒸汽進行選擇性氣體傳感——不需要對石墨烯表麵進行功能化(“原始石墨烯選擇性氣體傳感”)．
一種很酷的方法是通過絲的生物吸收將被動的無線石墨烯納米傳感器連接到生物材料上牙齒上的石墨烯納米傳感器紋身監測口腔中的細菌．
研究人員還開始研究石墨烯泡沫——由相互連接的石墨烯片組成的具有極高導電性的三維結構。這些結構是非常有前途的氣體傳感器(“石墨烯泡沫探測爆炸物，排放比今天的氣體傳感器更好”)和作為生物傳感器來檢測疾病(例如:納米生物傳感器用於檢測帕金森病的生物標誌物)．
石墨烯膜
石墨烯膜的用途是多方麵的，從水過濾，例如用於海水淡化;工業氣體分離，如二氧化碳捕獲;大型儲能係統(氧化還原流電池分離膜);或者在食品工業中作為過濾膜(例如過濾牛奶中的乳糖)。
基於二維材料的納米流控膜是下一代海水淡化和淨化的有前途的材料。例如，原始和化學修飾的氧化石墨烯膜(GOMs)有效地阻擋有機染料和小至9 Å的納米顆粒。研究人員已經證明了新型脫鹽方法，具有近乎完美的耐鹽性和高水通量．
石墨烯膜也被提議用於碳捕獲，即去除CO2防止其進入大氣。目前，這是通過由聚合物製成的高性能膜來實現的，這種膜可以專門篩選出CO2來自氣體的混合。一種被提議的新型高性能膜大大超過了燃燒後捕獲目標。這些薄膜基於單層石墨烯，其選擇性層厚度小於20納米，在化學方麵具有高度可調性。
單層石墨烯也被提議用於工業氣體分離。將混合氣體(如空氣)分離成它們各自的組成部分是一個具有多種工業應用的過程，包括沼氣生產、金屬加工中的空氣富集、從天然氣中去除有毒氣體以及從氨氣廠和煉油廠回收氫氣。
然而，石墨烯的開發遇到了兩個瓶頸:首先，缺乏將分子大小的孔隙納入石墨烯層的方法，其次，缺乏實際製造機械堅固、無裂紋和無撕裂的大麵積膜的方法。
在解決這兩個問題的突破中，科學家們開發了一種大麵積的，單層石墨烯膜，可以分離氫氣和甲烷效率高(分離係數高達25)，孔隙率僅為0.025%，具有前所未有的氫滲透率。
不是一種膜的應用，但與水過濾高度相關，是一種較新的淨化微鹹水的方法電容去離子作用(CDI)技術。CDI的優點是無二次汙染，具有成本效益和能源效率。研究人員開發了一種CDI應用，它使用石墨烯類納米薄片作為電容去電離電極。他們發現石墨烯電極的CDI性能優於傳統使用的活性炭材料(“石墨烯海水淡化”)．
石墨烯的生物醫學用途
石墨烯最近才進入生物醫學應用領域。這一領域的大部分最新工作都聚焦於將石墨烯作為生物傳感器，即作為被動介質，監測一些外部刺激，通常利用石墨烯的電阻強烈依賴於附近電場和信號的事實(例如:“石墨烯- dna生物傳感器選擇性，製作簡單”)。但從基本觀點來看，這並不新鮮;矽線、金剛石薄膜和碳納米管都已經用於這種類型的應用。
新興用途正在興起石墨烯作為生物相容性支架的幹細胞治療它不會阻礙人類間充質幹細胞(hMSCs)的增殖，並加速它們向骨細胞的特異性分化。
石墨烯基材料在製藥納米技術中的應用由於其獨特的化學結構和理化性質——包括超高的比表麵積、光學、熱和電導電性以及良好的生物相容性——最近受到了更多的關注。
氧化石墨烯納米片具有親水性，其表麵含有活性基團，可增強功能，或通過共價和非共價相互作用裝載藥物。此外，石墨烯基納米材料還可以被具有熒光和/或發光特性的診斷探針功能化，並可以靶向蛋白質、多肽、核酸、抗體、脂類、碳水化合物和葉酸等配體。
在製藥應用中，石墨烯基納米材料在改善藥物循環時間、靶向藥物和基因傳遞係統、作為治療劑和診斷工具等方麵具有很大潛力石墨烯nanotheranostic代理將診斷和治療方法結合在一個係統中。
一個國際研究團隊開發了一種藥物遞送技術，利用石墨烯條作為“飛毯”將兩種抗癌藥物依次送入癌細胞每一種藥物都針對細胞中最有效的部位。在針對人類肺癌腫瘤的小鼠模型上進行測試時，發現該技術比兩種藥物都更好。
最近的研究也指出了一個機會用石墨烯基光熱劑取代抗生素用來捕捉和殺死細菌。
幾十年來，人們一直在探索人造肌肉的建造過程中，研究了許多材料對驅動器應用的適用性(驅動器是一種材料在各種刺激的影響下可逆改變尺寸的能力)。除了人工肌肉，潛在的應用還包括微機電係統(MEMS)、仿生微型和納米機器人以及微流體裝置。在實驗中，科學家已經證明了這一點石墨烯納米帶可以提供驅動．
石墨烯的墨水
石墨烯具有獨特的性能組合，是下一代電子產品的理想選擇，包括機械靈活性、高導電性和化學穩定性。大量的研究工作已經證明了通過高通量油墨印刷策略製造石墨烯基電子器件的可行性。研製可噴墨打印的石墨烯墨水，為在現實技術中利用石墨烯的特性提供了一種廉價且可擴展的途徑。柔性電子用石墨烯噴墨打印在這裏:用高導電性石墨烯墨水直接書寫)．
晶體管和記憶
石墨烯最有前途的一些應用是在電子(作為晶體管和互連)，探測器(作為傳感器元件)和熱管理(作為橫向熱擴散器)。第一種具有底部和頂部柵極的石墨烯場效應晶體管(fet)已經被證實。同時，任何晶體管要用於模擬通信或數字應用，必須將電子低頻噪聲的水平降低到可接受的水平(“石墨烯晶體管可以無噪聲工作”)．
基於石墨烯的晶體管被認為是目前使用的一些矽元件的潛在繼任者。由於電子在石墨烯中比在矽中移動更快，這種材料顯示出實現太赫茲計算的潛力。
在終極納米級晶體管-稱為彈道晶體管-電子避免碰撞，即有一個幾乎暢通無阻的電流流動。彈道傳導將使快速開關設備成為可能。石墨烯具有在室溫下製造彈道晶體管的潛力。
雖然石墨烯有潛力徹底改變電子技術，並取代目前使用的矽材料(“具有高室溫遷移率的高性能石墨烯晶體管”)，但它確實有一個致命弱點:原始的石墨烯是半金屬的，缺乏必要的帶隙作為晶體管。因此這是必要的在石墨烯中製造帶隙．
實驗證明了……的好處石墨烯作為閃存平台通過利用石墨烯的內在特性，顯示出超越當前閃存技術性能的潛力。
柔性，可拉伸和可折疊的電子產品
柔性電子產品依賴於可彎曲的襯底，而真正可折疊的電子產品需要具有非常穩定的導體的可折疊襯底，該導體可以承受折疊(即襯底在折疊點處有一個邊緣，它會產生折痕，即使展開後變形也會保持)。
這意味著，除了像紙一樣的可折疊襯底外，沉積在襯底上的導體也需要是可折疊的。為此，研究人員演示了一種製造過程基於紙襯底的可折疊石墨烯電路．
科學家們發明了一種化學氣相沉積(CVD)方法，將石墨烯片轉變為具有極高導電性的多孔三維泡沫。通過在這種泡沫中滲透以矽氧烷為基礎的聚合物，研究人員生產出了一種石墨烯複合材料，它可以被扭曲、拉伸和彎曲，而不會損害其電氣或機械性能(石墨烯:可拉伸電子產品的發泡材料)．
光電探測器
研究人員已經證明，石墨烯可以用於電信應用，其微弱和普遍的光學響應可能轉化為超快光子學應用的優勢。他們還發現，石墨烯可能被開發為一種具有廣泛光學響應的飽和吸收體，其範圍從紫外線、可見光、紅外到太赫茲(“石墨烯在超快光子學中的崛起”)．
石墨烯在光電子領域的應用具有很強的研究興趣。基於石墨烯的光電探測器以前已經實現，並且在10gbit /s的光數據鏈路上證明了石墨烯對高帶寬光電探測的適用性(高速光通信用石墨烯光電探測器)．
一種新穎的方法是將石墨烯集成到光學微腔中。腔內電場振幅的增加導致吸收更多的能量，導致光響應顯著增加(“微腔極大地增強石墨烯光電探測器的光響應”)．
塗料
用石墨烯塗覆物體可以達到不同的目的。例如，研究人員現在已經證明，可以使用石墨烯片來創建一種超疏水塗層材料，該材料在靜態和動態(液滴撞擊)條件下都顯示出穩定的超疏水性能，從而形成非常防水的結構．
石墨烯也是目前世界上最薄的金屬防腐塗層。研究發現，石墨烯無論是直接在銅或鎳上製成，還是轉移到其他金屬上，都能提供腐蝕防護．
研究人員演示了使用石墨烯作為光子器件的透明導電塗層，並表明其高透明度和低電阻率使這種二維晶體非常適合液晶器件中的電極(液晶顯示器)。
另一個對研究人員有用的新塗層應用是製備單層石墨烯覆蓋的聚合AFM探針提高AFM探頭性能．
石墨烯在凱夫拉纖維上的直接激光刻蝕讓防護服變得“智能”。凱夫拉爾(Kevlar)是一種眾所周知的高強度聚合物，由於其優異的機械性能，已被發現在各種重要的安全應用中，特別是在紡織品(例如防彈背心或消防隊員的防護服)。準備好迎接下一代多功能防護服吧。“智能”。這些材料不僅能夠保護人體免受傷害，還具有監測生理信號和檢測潛在危險(如氣體、病原體或輻射)的智能功能。
範德華異質結構
石墨烯的製備也很有吸引力混合維範德華異質結構可以通過將石墨烯與0D量子點或納米粒子、一維納米結構(如納米線或碳納米管)或3D體材料雜交來實現。
其他的用途
喇叭
石墨烯非凡的電學和機械性能已被用來製造一種非常高效的電/聲換能器。這個實驗石墨烯揚聲器，沒有任何優化的聲學設計，製作簡單，性能已經相當或優於類似大小的商業對手，並具有更低的功耗。
Artisanphonics CB-01 Nanene®耳機的特點是每個耳機都有一個由石墨烯製成的隔膜，因此它更薄，但具有與普通薄膜相同的強度和耐用性。然而，因為它的靈活性，它可以更好地控製，允許增強高音和低音。
輻射屏蔽
石墨烯似乎是最主要的電磁幹擾(EMI)屏蔽的有效材料．實驗表明，用單層或幾層石墨烯原子層製造超薄、透明、失重和柔性的電磁幹擾屏蔽是可行的。
熱管理
由於電子器件中功率密度的迅速增加，管理由此產生的熱量已成為計算機和半導體設計中最關鍵的問題之一。事實上，散熱已經成為納米尺度電子輸運的一個基本問題。
這就是石墨烯的用武之地——它比任何其他已知材料(“‘酷’石墨烯可能是納米電子學熱管理的理想選擇”)．熱界麵材料(TIMs)是熱管理的基本成分，研究人員通過添加優化的石墨烯和多層石墨烯混合物(“石墨烯成為熱界麵材料最高效填料的新紀錄”)．
這一領域最近推出的一款消費產品是iPhone X、iPhone 8/8 Plus和iPhone 7/7 Plus的NanoCase，它包含一層石墨烯薄膜，可以迅速驅散手機內部的多餘熱量。
名為NanoGtech™的石墨烯薄膜被應用於手機殼內部。由於納米科技的材料與設備的背麵保持接觸，它可以有效地驅散智能手機的熱量。溫度降低了，測試表明(根據製造商的說法)，使用NanoGtech的設備比不使用NanoGtech的設備壽命最多延長20%。
隱身
的概念電漿隱身是基於使用一種薄的超材料蓋來抑製來自被動物體的散射。研究表明，即使是單層原子，具有石墨烯令人興奮的導電性，也可以在平麵和圓柱形幾何圖形中實現這種功能。這就形成了單層石墨烯最薄的隱形鬥篷．
潤滑
在過去的十年中，各種固體潤滑劑材料、微/納米圖案和表麵處理工藝已經開發出來，用於MEMS/NEMS應用中的高效操作和延長壽命，以及各種製造工藝，如納米壓印和轉移印刷。在微米和納米尺度上應用固體潤滑劑的一個重要考慮因素是潤滑劑的厚度和潤滑劑沉積過程與目標產品的兼容性。石墨烯原子薄，結構堅固，表麵能低，是這些應用的一個很好的候選者(石墨烯——最薄的固體潤滑劑)．
口罩
口罩已成為抗擊新冠肺炎疫情的重要工具。然而，不當使用或處置口罩可能導致“二次傳播”。一個研究小組成功生產了石墨烯口罩抗菌效率為80%，暴露在陽光下10分鍾左右，抗菌效率幾乎可以提高到100%。
好了，是時候石墨烯測驗看看你是否能回答所有的問題!