2004年，康斯坦丁博士通過(guò)膠帶從石墨上分離出石墨烯這種“神器的材料”

石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能、極低的電阻率極低和極快的電子遷移的速度、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度，極好的透光性……

它的出現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)引起了極大轟動(dòng)，各國(guó)也開(kāi)始高度重視，搶灘石墨烯研發(fā)。

歐洲的旗艦計(jì)劃，韓國(guó)的石墨烯國(guó)家戰(zhàn)略，新加坡的國(guó)家石墨烯研究院。

石墨烯從納米級(jí)的“綠色”科技傳感器，以及未來(lái)的導(dǎo)電涂層等方面，都具有極大的應(yīng)用潛力

石墨烯很前沿，很熱？

但是你真的了解石墨烯嗎？

你了解石墨烯的生產(chǎn)方法嗎？

你了解石墨烯的結(jié)構(gòu)和特性嗎？

你了解石墨烯的鑒定和表征嗎？

你了解石墨烯的應(yīng)用嗎？

……

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大家普遍對(duì)石墨烯的認(rèn)知不足。

不是只有單層石墨烯才成為石墨烯。石墨烯并非“超級(jí)材料”，更多的是需要把石墨烯當(dāng)做功能材料來(lái)滿足相關(guān)應(yīng)用技術(shù)要求，石墨烯的的商業(yè)化與產(chǎn)品應(yīng)用需求密切相關(guān)。

想了解石墨烯您需要本書(shū)。

石墨烯被譽(yù)為“神奇的材料”，從納米級(jí)的“綠色”科技到傳感器，以及未來(lái)的導(dǎo)電涂層等方面，都具有極大的應(yīng)用潛力。

本書(shū)涉及石墨烯的方方面面——?dú)v史、基本特性、生產(chǎn)方式以及應(yīng)用等。本書(shū)既可視為科學(xué)論著也可作為技術(shù)指南，為具有一定科學(xué)背景或本科工科背景以及從事石墨烯應(yīng)用行業(yè)的讀者們提供學(xué)習(xí)途徑。

石墨烯的研究領(lǐng)域?qū)挿呵野l(fā)展迅猛，此書(shū)的目的在于為讀者提供石墨烯的相關(guān)信息，以及在當(dāng)下甚至未來(lái)可立即賦予實(shí)施的、簡(jiǎn)明扼要的應(yīng)用信息。讀罷此書(shū)，讀者所獲得的知識(shí)將足以使其在石墨烯的研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域繼續(xù)獨(dú)立探索前行。

瑪杜麗·沙倫

現(xiàn)任一家商業(yè)化生產(chǎn)碳納米材料和導(dǎo)電玻璃的印度公司—莫納德納米科技有限公司執(zhí)行董事。

馬赫斯赫瓦爾·沙倫

印度理工學(xué)院教授，現(xiàn)于印度馬哈拉施特拉邦比爾拉技術(shù)與科學(xué)學(xué)院主管納米技術(shù)中心。

推薦序一

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原書(shū)前言

原書(shū)序

第1章石墨烯的歷史

第2章石墨烯的結(jié)構(gòu)及特性

2.1石墨烯的結(jié)構(gòu)

2.1.1碳

2.1.2石墨.

2.1.3石墨烯

2.1.4石墨烷

2.1.5石墨酮

2.2石墨烯結(jié)構(gòu)的無(wú)序性

2.2.1褶皺結(jié)構(gòu)

2.2.2拓?fù)淙毕?/p>

2.2.3吸附原子

2.2.4裂紋或斷裂

2.3石墨烯的特性

2.3.1力學(xué)性能

2.3.2熱學(xué)性能

2.3.3光學(xué)特性

2.3.4化學(xué)穩(wěn)定性及反應(yīng)性

2.3.5廣受關(guān)注的電學(xué)特性

2.3.6半導(dǎo)體特性

2.4小結(jié)

第3章納米石墨烯與碳量子點(diǎn)

3.1納米石墨烯

3.1.1納米石墨烯的結(jié)構(gòu)

3.1.2納米石墨烯的特性

3.1.3納米石墨烯的制備

3.1.4納米石墨烯的應(yīng)用

3.2石墨烯量子點(diǎn)或碳量子點(diǎn)

3.2.1碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)

3.2.2碳量子點(diǎn)的特性

3.2.3碳量子點(diǎn)的制備

3.2.4碳量子點(diǎn)的應(yīng)用

3.3小結(jié)

第4章石墨烯的鑒定和表征

4.1導(dǎo)言

4.2顯微鏡法

4.2.1石墨烯掃描電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡和透射電子顯微鏡表征

4.2.2石墨烯原子力顯微鏡表征

4.3光譜法

4.3.1石墨烯的拉曼光譜分析

4.3.2石墨烯的紅外光譜分析

4.3.3石墨烯的紫外可見(jiàn)光譜分析

4.3.4石墨烯的X射線衍射分析

4.3.5石墨烯的X射線光電子能譜分析

4.3.6石墨烯的核磁共振分析

4.3.7石墨烯的動(dòng)態(tài)光散射

4.3.8石墨烯的雙偏振干涉測(cè)量分析

4.4光學(xué)特性分析

4.4.1光學(xué)吸收及非線性克爾效應(yīng)

4.4.2光致發(fā)光／藍(lán)光、光致發(fā)光

4.4.3光學(xué)能隙

4.5力學(xué)性能的測(cè)試

4.5.1楊氏模量

4.5.2泊松比

4.5.3膨脹試驗(yàn)

4.5.4拉力試驗(yàn)／張力試驗(yàn)

4.5.5石墨烯膜的氣體泄漏率

4.6熱特性及熱反應(yīng)分析

4.6.1熱導(dǎo)率

4.6.2熱重分析及熱穩(wěn)定性

4.7電學(xué)特性的表征

4.7.1電子學(xué)

4.7.2電子傳遞

4.7.3電化學(xué)氧化還原

4.8功函數(shù)

4.9量子反?；魻栃?yīng)

4.10自旋輸運(yùn)

4.11小結(jié)

第5章改變石墨烯的特性

5.1導(dǎo)言

5.2改造磁性

5.3提高石墨烯的力學(xué)性能

5.3.1聚合物內(nèi)分散均勻的石墨烯

5.3.2化學(xué)交聯(lián)

5.3.3氫化

5.4設(shè)計(jì)場(chǎng)發(fā)射特性

5.5設(shè)計(jì)石墨烯的帶隙或能隙

5.6設(shè)計(jì)石墨烯的電學(xué)特性

5.6.1設(shè)計(jì)石墨烯的電學(xué)特性使其應(yīng)用于晶體管

5.6.2設(shè)計(jì)石墨烯的電學(xué)特性使其應(yīng)用于太陽(yáng)能電池

5.6.3設(shè)計(jì)石墨烯的電學(xué)特性使其應(yīng)用于圖案化石墨烯

5.6.4設(shè)計(jì)石墨烯的電化學(xué)特性使其應(yīng)用于超級(jí)電容器

5.6.5設(shè)計(jì)石墨烯的壓電特性

5.6.6設(shè)計(jì)石墨烯的電學(xué)特性使其應(yīng)用于燃料電池

5.7設(shè)計(jì)石墨烯的結(jié)構(gòu)特性

5.7.1設(shè)計(jì)石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)

5.7.2設(shè)計(jì)石墨烯的超結(jié)構(gòu)

5.7.3設(shè)計(jì)石墨烯的異質(zhì)結(jié)構(gòu)

5.7.4石墨烯的缺陷

5.8小結(jié)

第6章石墨烯的應(yīng)用

6.1應(yīng)用前景

6.1.1高比強(qiáng)度相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

6.1.2高比表面積相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

6.1.3電能儲(chǔ)存

6.1.4熱管理

6.1.5高彈性相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

6.1.6電子和光電設(shè)備

6.1.7輕質(zhì)電導(dǎo)體

6.1.8透明柔性導(dǎo)電抗氧化膜

6.1.9石墨烯薄膜抗?jié)B透性的相關(guān)應(yīng)用

6.1.10聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)

6.1.11傳感器

6.1.12電力發(fā)電

6.1.13柔性襯底

6.1.14新材料模板

6.1.15基于石墨烯化學(xué)特性研發(fā)的生物裝置

6.1.16醫(yī)療領(lǐng)域

6.1.17紡織和織物領(lǐng)域

6.2小結(jié)

第7章量產(chǎn)趨勢(shì)：由實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化（擴(kuò)大規(guī)模）

7.1石墨的剝離：自上而下的方式

7.1.1微機(jī)械剝離或多次剝離石墨

7.1.2液相化學(xué)剝離石墨

7.1.3液相水剝離氧化石墨

7.1.4熱液相剝離氧化石墨

7.2縱向解開(kāi)碳納米管

7.2.1選擇性刻蝕或等離子刻蝕

7.2.2氧化法

7.2.3堿金屬原子插入法

7.2.4碳納米管的催化解開(kāi)

7.2.5水熱法

7.2.6超聲化學(xué)法打開(kāi)多層碳納米管

7.3化學(xué)氣相沉積法

7.4石墨烯在碳化硅上的外延生長(zhǎng)

7.5氧化石墨烯的還原

7.5.1熱還原氧化石墨烯

7.5.2水熱還原氧化石墨烯

7.5.3溶劑熱還原氧化石墨烯

7.5.4化學(xué)還原氧化石墨烯

7.5.5電化學(xué)還原氧化石墨烯

7.5.6氫等離子體還原氧化石墨烯

7.5.7氙閃光管還原氧化石墨烯

7.5.8膨脹還原劑還原氧化石墨烯

7.5.9光催化還原氧化石墨烯

7.5.10多步還原

7.6弧放電法

7.7溶劑熱法

7.8石墨烯的無(wú)基底氣相合成

7.9其他生長(zhǎng)法

7.10小結(jié)

第8章石墨烯片直接轉(zhuǎn)移或卷對(duì)卷式轉(zhuǎn)移至理想的基底

8.1導(dǎo)言

8.2使用刻蝕法和挖取法直接轉(zhuǎn)移石墨烯

8.3在刻蝕和挖取過(guò)程中使用石墨烯保護(hù)介質(zhì)直接轉(zhuǎn)移石墨烯

8.3.1聚甲基丙烯酸甲酯

8.3.2聚碳酸酯

8.3.3聚二甲基硅氧烷

8.3.4直接轉(zhuǎn)移至柔性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯

8.4卷對(duì)卷合成及轉(zhuǎn)移石墨烯

8.4.1使用導(dǎo)熱膠帶進(jìn)行卷對(duì)卷連續(xù)轉(zhuǎn)移

8.4.2通過(guò)熱壓法，卷對(duì)卷式轉(zhuǎn)移至覆蓋有透明聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的乙烯、乙酸乙烯酯共聚物

8.4.3使用光固化環(huán)氧樹(shù)脂卷對(duì)卷轉(zhuǎn)移至聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜

8.5卷對(duì)卷轉(zhuǎn)移石墨烯片的裝置

8.5.1成均館大學(xué)研究與商業(yè)基金會(huì)研發(fā)的卷對(duì)卷石墨烯合成及轉(zhuǎn)移的專(zhuān)利裝置

8.5.2四輥式卷對(duì)卷系統(tǒng)

8.5.3山田法

8.6轉(zhuǎn)移過(guò)程中最大限度減少缺陷或裂紋

8.6.1選擇合適的目標(biāo)基底

8.6.2避免使用刻蝕劑

8.7小結(jié)

9石墨烯在工業(yè)和商業(yè)用途中面臨的挑戰(zhàn)及其經(jīng)濟(jì)效益

9.1導(dǎo)言

9.2石墨烯工業(yè)

9.2.1生產(chǎn)及應(yīng)用石墨烯的公司

9.2.2支持石墨烯相關(guān)活動(dòng)的公司

9.2.3終端用戶(hù)市場(chǎng)及目標(biāo)客戶(hù)

9.3石墨烯的商業(yè)化

9.3.1制造理想的帶隙

9.3.2高生產(chǎn)成本

9.4石墨烯及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)

9.5石墨烯及其前景

9.5.1柔性電子屏幕

9.5.2具備超高機(jī)械強(qiáng)度的石墨烯復(fù)合材料

9.5.3石墨烯替代SD閃存卡

9.5.4新一代揚(yáng)聲器

9.5.5更快的計(jì)算機(jī)芯片和寬帶

9.5.6超強(qiáng)防彈衣

9.5.7石墨烯無(wú)人機(jī)

9.6石墨烯的未來(lái)設(shè)想

9.7小結(jié)

參考文獻(xiàn)