Primer กราฟีนที่อิเล็กตรอนร่ำรวยด้วยสังกะสี

ຄຸນສະພາບການນຳໆ ແລະ ອຸປະກອນການເຫັນ

ການຈັດຕັ້ງຂອງເສື່ອົມຄາບໂຄນໃນ graphene ເປັນດຽວກັນກັບຂອງ graphite ມົນອັດຕະມິກລາຍເຊັ່ນ ເພື່ອແยູ່ຮ່ວມກັບ sp hybrid orbitals, ແລະມີລູກສົນດັ່ງນີ້: ຄາບໂຄນມີ 4 ເສື່ອົມຄາບ, ເຊິ່ງ 3 ເສື່ອົມຄາບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດ sp bond, ຫຼັງຈາກນັ້ນ ເສື່ອົມຄາບທີ່ບໍ່ໄດ້ແຍູ່ຈະຢູ່ໃນ pz orbital, ແລະpz orbital ຂອງຄາບໂຄນທີ່ຢູ່ຄິດກັນຈະແຍ່ກັບພາບແຍ່ການແຍູ່ (perpendicular) ໃນເສັ້ນສະແດງເພື່ອເຮັດໃຫ້ເກີດ π bond. π bond ທີ່ເກີດຂຶ້ນໃໝ່ຈະຢູ່ໃນສະຖານະເຕັມ 50%. ການສຶກສາຢືນຢັນວ່າ ຄາບໂຄນໃນ graphene ໄດ້ມີຕຳຫຼວດການແຍູ່ 3, ຕາມຄວາມຍາວຂອງແຍູ່ແລະຄາບໂຄນທີ່ຢູ່ຄິດກັນທຸກຄູ່ຈະມີຄ່າ 1.42×10 ແມັດ, ແລະມຸມຂອງແຍູ່ຈະເทົ່າກັບ 120°. ອີງຕາມສານຟອມທີ່ເປັນຊັ້ນແລະແຫວງທີ່ σ bonds ໄດ້ແຍູ່ຮ່ວມກັບຄາບໂຄນອື່ນເປັນຮູບຫົກແຫວງ, pz orbitals ຂອງຄາບໂຄນແຕ່ລະຄູ່ທີ່ແຍູ່ກັບພາບແຍ່ (perpendicular) ຖືກເອົາມາເຮັດໃຫ້ເກີດ π bonds ທີ່ໃຫຍ່ (similar to the benzene ring) ເຊິ່ງເປັນການແຍູ່ທີ່ຜ່ານທັງໝົດຊັ້ນຂອງຄາບໂຄນຫຼາຍຄູ່, ແລະມີຄຸນລັກສະນະດີເລີກໃນການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄວາມຫຼາຍແລະຄວາມສົງ.

ຄຸນສະພາບເຄື່ອງຍຸດ

กราฟีนเป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งแรงที่สุดที่รู้จัก แต่มันยังมีความยืดหยุ่นสูงและสามารถโค้งได้ กราฟีนมีค่าโมดูลัสของยังแบบทฤษฎีอยู่ที่ 1.0 เทราปาสคาล และมีความแข็งแรงในการดึงตามธรรมชาติอยู่ที่ 130 กิกะปาสคาล กราฟีนที่ถูกปรับด้วยพลาสมาไฮโดรเจนก็มีความแข็งแรงดีเช่นกัน โดยมีโมดูลัสเฉลี่ยสูงกว่า 0.25 เทราปาสคาล กระดาษกราไฟท์ที่ประกอบด้วยแผ่นกราฟีนมีรูพรุนจำนวนมาก ทำให้กระดาษกราไฟท์นั้นเปราะบางมาก อย่างไรก็ตาม กระดาษกราไฟท์ที่ทำจากกราฟีนฟังก์ชันนอลที่ถูกออกซิไดซ์ มีความแข็งแรงมาก

ผลทางอิเล็กทรอนิกส์

ຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງແຄຣີເນ ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງແມ່ນແລບໍ່ 15,000 cm/(V·s) ທີ່ເປັນກວ່າ 10 ເທົ່າຂອງວัດຖຸຊິລິກ ແລະ ເກີນສອງເທົ່າຂອງ InSb (ອິນເດຍິມແອນຕິມໂບນ) ວัດຖຸທີ່ມີຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງແຄຣີສູງທີ່ສຸດທີ່ຮູ້ຈັກ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວໄປ ໃນສະຖານະລັກສະດີ ໄດ້ແລະອຸນຫະພູມຕ່ຳ ຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງແຄຣີເນສາມາດສູງຫາ 250,000 cm/(V·s). ບໍ່ເທົ່າໃດກັບວัດຖຸອື່ນໆ ຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງອິเลັກໂຕນໃນແຄຣີເນບໍ່ຖືກຜົນພາບຫຼາຍໂດຍການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ ແລະ ຢູ່ອຸນຫະພູມໃດໆ ທີ່ຢູ່ລະຫວ່າງ 50 ແລະ 500K ຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງອິເລັກໂຕນຂອງແຄຣີເນເປັນເຄື່ອນໄຫວເປັນເທື່ອ 15,000 cm/(V·s).

ຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນ

กราฟีน มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีมาก กราฟีนชั้นเดียวที่บริสุทธิ์และไม่มีข้อบกพร่องมีความสามารถในการนำความร้อนสูงที่สุดเมื่อเทียบกับวัสดุคาร์บอนใด ๆ โดยมีค่าการนำความร้อนสูงถึง 5300W/mK สูงกว่า nanotube คาร์บอนแบบ single-walled (3500W/mK) และ multi-walled (3000W/mK) เมื่อใช้เป็นตัวกลาง การนำความร้อนสามารถไปถึง 600W/mK นอกจากนี้ ballistic thermal conductivity ของกราฟีนยังสามารถลดค่าลิมิตต่ำสุดของการนำความร้อนแบบ ballistic ของ carbon nanotubes ต่อหน่วยเส้นรอบวงและความยาวได้

ຄຸນສະມົບອັງການ

กราฟีน มีคุณสมบัติทางแสงที่ดีมาก โดยมีอัตราการดูดซับประมาณ 2.3% ในช่วงความยาวคลื่นที่กว้าง และดูแทบจะโปร่งใส อัตราการดูดซับจะเพิ่มขึ้น 2.3% สำหรับแต่ละชั้นที่เพิ่มขึ้นในกราฟีนหลายชั้น นอกจากนี้ ฟิล์มกราฟีนขนาดใหญ่ยังมีคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยม และคุณสมบัติดังกล่าวจะเปลี่ยนแปลงตามความหนาของกราฟีน สิ่งนี้แสดงโครงสร้างอิเล็กทรอนพลังงานต่ำที่ผิดปกติสำหรับกราฟีนชั้นเดียว เมื่อประจุไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์สนามผลึกกราฟีนสองเกตที่อุณหภูมิห้อง ช่องว่างแบนด์ของกราฟีนสามารถปรับได้ระหว่าง 0 ถึง 0.25eV นอกจากนี้ เมื่อประจุแม่เหล็กถูกนำไปใช้ การตอบสนองทางแสงของนาโนริบบอนกราฟีนสามารถปรับให้อยู่ในช่วงเทราเฮิรตซ์ได้

ສົບເສຍ

ມີສົບເສຍທີ່ດີໃນຫລວງການແຈ້ວແລະມີຄຸນສະພາບກັບນ້ຳແລະຊ່ອຍເປັນພິเศດ

ຈຸດເສຍແຫ່ງ

ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ເວົ້າໃນການສຶກສາປີ 2015 ທີ່ວ່າມັນຢູ່ຕົວຈຸດ 4,125K, ແລະມີການສຶກສາອື່ນໆທີ່ແນວ່າຈຸດຫຼຸດຂອງມັນສາມາດຢູ່ 5,000 K

ຄຸນສຳພາດອື່ນໆ

ສາມາດຮັບແລະເອົາອົງປະກອບແລະໂມເລກຸລານອື່ນໆອອກໄດ້.

ສາມປະສົມ

Graphene oxide

ເປັນວัດຖຸທີ່ໄດ້ມາຈາກການແປງໂຄລິສ. ເມື່ອການຮັບມືຂອງພວກເຮົາໃນການແປງໂຄລິສຫຼັງຈາກການຕິດຕາມກັບລຸກຄ້າ, ການແປງໂຄລິສຈະຖືກແປງເປັນໂຄລິສໂຄລິສໂຄລິສ, ແລະ ການແປງໂຄລິສຈະເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 3.35A ກ່ອນການແປງເປັນ 7 ~ 10A. ສາຍໂຄລິສທີ່ແປງຈະຖືກແປງໂດຍການເຮັດຮ້ອນ ຫຼື ການແປງໂດຍການເສົ້າໃນນ້ຳ. ການວິເຄາະ XPS, ອິນຟຣາເຮັດ (IR), ແລະ ນຸກເລີອສແມགເນເຕິກ (NMR) ໄດ້ສະແດງວ່າໂຄລິສແມ່ນມີຟັງຊັນຊຸນທີ່ມີອົກຊີເຈນຫຼາຍ, ກັບກັນ, ອົກຊີ, ແລະ ຕົວຢ່າງຂອງຫົວສູ້, ແລະ ມີຫົວສູ້. ອົກຊີແລະຟັງຊັນຊຸນທີ່ມີອົກຊີເຈນແມ່ນຢູ່ໃນສ່ວນຫຼັງຂອງໂຄລິສ, ເຊິ່ງແມ່ນຢູ່ໃນສ່ວນຫຼັງຂອງໂຄລິສ, ແລະ ອົກຊີແລະຫົວສູ້ແມ່ນຢູ່ໃນສ່ວນຫຼັງຂອງໂຄລິສ.

Graphiane

ໄດ້ມາຈາກ реакциອນຂອງເกรີນເພື່ອກັບກ๊າຊຫຼາວ, ເປັນຫຍາວຄຳສັດທີ່ສັດແຕ້ມີສູດເຄມີ (CH)n, ໂດຍທີ່ຄາລັນທັງໝົດ hybrid sp ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດструктура hexagonal network, atom hydrogen ຄົບຄວນກັບຄາລັນແນວທຽນກັນຈາກທຸງສອງຂ້າງຂອງເຜິ່ນເກຣີນ, ແລະ graphiane ອະທິບາຍຄຸນສະພາບ semiconducting ກັບ band gap ເສັ້ນທີ່ສົ່ງ.

Nitrogen-doped graphene ຫຼື carbon nitride

ຫຼັງຈາກການແນະນຳເຂົ້າມາຂອງອັດຕົມ nitrogen ໃນເນື້ອສາກົນ graphene ເພື່ອເປັນ nitrogen-doped graphene, ທີ່ໄດ້ມາ nitrogen-doped graphene ດັງກ່າວແມ່ນສະເພາະເປັນເລື່ອງທີ່ດີກວ່າ graphene ຕົວເອງ, ໃນຮູບແບບ disordered, transparent, folded gauze, ບາງສ່ວນຂອງแผ่นຖືກສະແດງຢູ່ເທິງກັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ເກີດструктуra multi-layer, ສະແດງຄ່າ specific capacitance ນຳຫຼາຍແລະ cycle life ທີ່ດີ.

Biocompatibility

ການປົກລົງ carboxyl ions ກ່າວໃຫ້ພື້ນທີ່ຂອງເຄື່ອງມື graphene ມີ group ຄຳນິຍົມທີ່ເປັນການເຮັດວຽກໄດ້, ເຊິ່ງຈະເພີ່ມສູງຂຶ້ນຫຼາຍໃນການຕໍ່ສູ້ແລະການເຮັດວຽກທີ່ມີຊີວະສັນ. ເຊິ່ງຖ້າເปรີຍບ່ອນກັບ carbon nanotubes ໃນຮູບແຜນ, graphene ໄດ້ເປັນສິ່ງທີ່ເປັນສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໃນການຄົ້ນຄວ້າເຄື່ອງມືທີ່ມີຊີວະ. ແລະຖ້າເปรີຍບ່ອນກັບ carbon nanotubes, ໂລດຂອງ graphene ໄດ້ຍາວກວ່າ, ຕັ້ງແຕ່ເປັນສາມາດເພີ່ມແລະແປງແປງເຄື່ອງມືເຄື່ອງມືແລະເປັນສາມາດຮັບ group ຄຳນິຍົມໄດ້.

ຄຸນສິດການໂຄຂອງ

ເຄື່ອງມືກັບ metalthat ໄດ້ເປັນສາມາດເຮັດວຽກ.

ການເປັນສາມາດເຮັດວຽກ

ມັນສາມາດເປັນໂຄໃນເວລາທີ່ອາກາດຫຼືໂຄດ້ວຍกรົມທີ່ເປັນສາມາດໂຄ, ເຊິ່ງເປັນສາມາດຕັດ graphene ເປັນໜ້ອຍ. Graphene oxide ໄດ້ເປັນ materials ທີ່ແຍກຕົວກັນໂດຍການໂຄຂອງ graphite. ມັນແມ່ນສະຫງົບທີ່ຈະແຍກ graphene oxide structures ໂດຍການຮ້ອນຫຼື ultrasonic ອອກໃນນ້ຳ.

ການເພີ່ມການເຮັດວຽກ

ໃຊ້ double bonds ໃນ graphene, ກຸ່ມທີ່ຕ້ອງການສາມາດເພີ່ມໂດຍການເຮັດວຽກ.

ຄວາມຫມັ້ນຄົງ

ສະນັກຂອງ graphene ເປັນໄປ້າຍທີ່ເປັນຫນ້າມື້ງ, ກັບຄວາມສຸດແຫ່ງ carbon-carbon ເທົ່າກັບ 1.42 ເທົ່າ. ຄວາມສຸດລະຫວ່າງ carbon atoms ດ้านໃນ graphene ເປັນໄປ້າຍ, ແລະ ຖ້າມີພະລັງງານພິນໄປຕື້ graphene, carbon atoms ບັນຫຼິງແລະເປັນຮູບແບບ, ອັນນີ້ carbon atoms ບໍ່ຕ້ອງຈັບຄື້ຍເພື່ອເປັນການແປງຕໍ່ພະລັງງານພິນ, ເຊິ່ງເປັນການເກັບສະນັກສະຖິຕິ. ສະນັກແຫ່ງການນີ້ ຕຳຫຼວດ thermal conductivity ຂອງ graphene ເປັນຫນ້າມື້ງ. ອີງເພີ່ມເຕີມ, electrons ດ้านໃນ graphene ບໍ່ສັນລະຫວ່າງເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີມເພີ່ມເຕີ່ງໂດຍເຫດຜົນວ່າ lattice defects ຫຼືການແປງຕໍ່ foreign atoms. ເນື່ອງຈາກວ່າ interatomic forces ເປັນຫນ້າມື້ງ, ທີ່ room temperature, ເຖິງ carbon atoms ດ້ານແວ່ນແວ່ນ collision, electrons ດ้านໃນ graphene ເປັນຫນ້າມື້ງບໍ່ມີການປ່ຽນແປງ.