科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)碳素材料在硬度、光學(xué)特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學(xué)藥品特性、電絕緣性、導(dǎo)電性、表面與界面特性等方面比其它材料優(yōu)異，可以說(shuō)碳材料幾乎包括了地球上所有物質(zhì)所具有的特性，如**硬-**軟，絕緣體-半導(dǎo)體-良導(dǎo)體，絕熱-良導(dǎo)熱，全吸光-全透光等，因此具有***的用途。碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無(wú)縫、中空的管體，一般可分為單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管。根據(jù)尺寸大小將碳球分為:(1)富勒烯族系Cn和洋蔥碳(具有封閉的石墨層結(jié)構(gòu)，直徑在2-20nm之間)，如C60，C70等;(2)未完全石墨化的納米碳球，直徑在50nm一1μm之間;(3)碳微珠，直徑在11μm以上。另外，根據(jù)碳球的結(jié)構(gòu)形貌可分為空心碳球、實(shí)心硬碳球、多孔碳球、核殼結(jié)構(gòu)碳球和膠狀碳球等。石墨烯極少添加量可改善材料力學(xué)性能。北京石墨烯粉體

石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。具備低溫遠(yuǎn)紅外功能，集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其對(duì)周圍的環(huán)境非常敏感，是電化學(xué)生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，石墨烯制作的晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依首念頌然能穩(wěn)定地工作。石墨烯具有質(zhì)量輕、高化學(xué)穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點(diǎn)，使之高裂成為儲(chǔ)氫材料的比較好候選者。石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn)：碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp2鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰者鄭原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每?jī)蓚€(gè)相鄰碳原子間的鍵長(zhǎng)為×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。改性石墨烯吸附石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性。

石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和強(qiáng)度等特點(diǎn)，未來(lái)可能成為硅的替代品，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新的基礎(chǔ)材料。第六元素掛牌新三板，推動(dòng)了資本與科技的結(jié)合，將有助于拓展石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域，加速推進(jìn)我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。一秒鐘即可充滿電的手機(jī)、可以折疊成手機(jī)大小放在口袋里的平板電腦……隨著石墨烯時(shí)代的到來(lái)，這些科幻片中的產(chǎn)品將走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。11月12日，江蘇常州第六元素科技股份有限公司在全國(guó)中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)正式掛牌，成為國(guó)內(nèi)真正以石墨烯產(chǎn)品為主營(yíng)業(yè)務(wù)的新三板上市公司。業(yè)內(nèi)人士分析，資本與科技的結(jié)合，有助于拓展石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域，加速推進(jìn)國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。資料顯示，第六元素是一家專業(yè)從事石墨烯粉體的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，以及石墨烯產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的高科技企業(yè)。該公司成立于2011年，借助于技術(shù)、資金及人員等重要資源，公司已完成了石墨烯粉體宏量制備生產(chǎn)線的升級(jí)改造。2013年11月，公司年產(chǎn)100噸氧化石墨（烯）/石墨烯粉體的現(xiàn)代化生產(chǎn)線投產(chǎn)，300噸氧化石墨生產(chǎn)線也正在申報(bào)立項(xiàng)。該公司董事長(zhǎng)瞿研博士說(shuō)，“公司將抓住上市的契機(jī)，不斷完善生產(chǎn)工藝及制備方法，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)。”在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。

納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子(非碳原子)組成，甚至可以是納米孔。納米碳材料主要包括四種類型:石墨烯、碳納米管，碳納米纖維，納米碳球。碳元素是自然界中存在的與人類**密切相關(guān)、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，在加之SP2的異向性導(dǎo)致晶體的各向?qū)院推渌帕械母飨驅(qū)浴Ｒ虼艘蕴荚貫?**構(gòu)成元素的碳素材料具有各式各樣的性質(zhì)，并且新碳素相合新碳素材料還不斷被發(fā)現(xiàn)和人工制得。事實(shí)上，沒(méi)有任何元素能像碳這樣作為單一元素可形成像三維金剛石晶體、二維石墨層片、一維卡賓和碳納米管、零維富勒烯分子等如此之多的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)完全不同的物質(zhì)。表1給出了碳的化學(xué)鍵合及其形成的各種典型有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和碳相的例子。石墨烯環(huán)氧樹脂純度高、電性能優(yōu)異且硬度和柔韌性佳。

石墨烯導(dǎo)電性能較好，且具有很高的熱輻射系數(shù)，在散熱涂料中添加石墨烯，通過(guò)“導(dǎo)熱搭橋”機(jī)理，涂層的散熱面積大幅增加，有助于將熱源的熱量快速散發(fā)。此外，漆膜中的石墨烯，還能夠避免因高溫造成的涂層耐老化性下降，有助于在高溫環(huán)境中長(zhǎng)期使用。石墨烯輻射的光波波長(zhǎng)是3—15微米左右，與人體發(fā)射的紅外頻譜接近，所以，石墨烯能發(fā)射的“生命光波”被吸收產(chǎn)生溫?zé)嵝?yīng)，能與生物體內(nèi)細(xì)胞的水分子產(chǎn)生***的“共振”，使人體微血管擴(kuò)張，血液循環(huán)加快，促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝，提高機(jī)體的免疫能力。第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，于2015年通過(guò)工信部組織的“科技成果鑒定”，達(dá)到“世界先進(jìn)水平”。該技術(shù)目前已在國(guó)信、華潤(rùn)、龍?jiān)吹群Ｉ巷L(fēng)電塔筒，“京廣線”隴海鐵路橋梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。在涂料中建議添加量在1~3%左右，可使涂層既具有優(yōu)良導(dǎo)（靜）電性能，又具有優(yōu)良力學(xué)性能和防腐性能。北京石墨烯粉體

氧化石墨還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等。北京石墨烯粉體

去年12月，華為曾推出的石墨烯基鋰離子電池引起了巨大的關(guān)注，被喻為“黑金子”的石墨烯材質(zhì)開始展示了其獨(dú)有的魅力漸漸實(shí)現(xiàn)商用。而石墨烯能干的不僅如此，現(xiàn)在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實(shí)質(zhì)上，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來(lái)石墨烯有也許在OLED產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。石墨烯享有高畫質(zhì)、柔性超薄、高對(duì)比、低能耗等特性，它能制作硬度優(yōu)良、導(dǎo)電出色、柔性觸控、超級(jí)透明的出色觸控面板材質(zhì)。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項(xiàng)關(guān)鍵突破。據(jù)傳媒報(bào)導(dǎo)，黏附到OLED的電極大小約為2cmx1cm（1/2英寸x1/4英寸），它采用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝制造，其中甲烷和氫氣被泵入真空室中，銅板被加熱到800℃（1,472°F）。這兩種氣體時(shí)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并當(dāng)甲烷溶解到銅中時(shí)，其在表面上形成石墨烯原子。一旦該層充分形成，使整個(gè)設(shè)備降溫，強(qiáng)加保護(hù)性聚合物片，然后化學(xué)蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機(jī)電子學(xué)，電子束和等離子體技術(shù)FEP項(xiàng)目主任BeatriceBeyer博士說(shuō)，“這是極嚴(yán)苛材質(zhì)研究和集成的確實(shí)突破。雖然這不是個(gè)在其結(jié)構(gòu)中用到石墨烯的柔性顯示屏，但它引入OLED技術(shù)，向全色屏幕和迅速響應(yīng)時(shí)間邁出一大步。北京石墨烯粉體