功能复合材料--石墨烯改性

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1、石墨烯的改性小组成员：冯晓燕郜洪兵焦焕风李磊成李成蹊林道全刘雅琨吕蒙2012年5月19日通向的电梯宇宙比钻石还硬的材料——石墨烯主要内容石墨烯材料的应用及展望石墨烯材料的改性石墨烯材料的简介一、石墨烯材料的简介1、定义石墨烯（Graphene）是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。2、发现Graphene(石墨烯)是2004年由曼彻斯特大学科斯提亚•诺沃谢夫（KostyaNo

2、voselov）和安德烈•盖姆（AndreGeim）发现的，他们使用的是一种被称为机械微应力技术（micromechanicalcleavage）的简单方法。正是这种简单的方法制备出来的简单物质——石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识——任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。现在石墨烯这种二维晶体不仅可以在室温存在，而且十分稳定的存在于通常的环境下。3、结构完美的石墨烯是二维的,它只包括六角元胞(等角六边形)如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲;12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认

3、为是卷成圆桶的石墨烯;可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元C60CarbonnanotubeGraphite二、石墨烯的改性（一）ExfoliatedGraphiteOxieDecoratedbyPDMAEMAChains(聚甲基丙烯酸N,N-二甲氧基乙酯）andPolymerParticleTheModificationofprocessing:(a)ATEMimageofexfoliatedGO(b)amagnifiedTEMimageshowingtheedgeofGO(c)aTEMimageofG

4、O/PDMAEMAnanocompositeafterstainedbyOsO4SEMimageofGOdecoratedbypoly(EGDMA-co-MAA)particles.ThisresearchprovidesadirectwaytomodificationofGOandpreparationoffunctionalpolymer/GOcomposites,whichwillacceleratethedevelopmentandapplicationsoftheGO-basedmaterials.（二）pHSensitiveGraphene

5、-PolymerNanocompositesSynthesisofpHSensitivePyrene-PolymerCompositesviaπ-πStackingInteractionsfortheSelf-AssemblyofFunctionalizedGrapheneintoLayeredStructures(c)high-resolutionSEMimagesofgraphene-PDMAEAcompositeaggregates(d)high-resolutionSEMimagesofmoredispersedgraphene-PDMAEAc

6、ompositepreparedbyspin-coatingontoasiliconsubstrate.Theπ-πstackingattachmentmethodologycanbeusedforattachinganypolymerontographenebasalplanesandshouldallowtheretentionofexcellentelectricalproperties.氧化石墨烯三、石墨烯材料的应用及展望Dikin等制成了无支撑氧化石墨烯纸状材料。氧化石墨烯片是以一种接近平行的方式相互连接或瓦片式连接在一起形成的，拉伸试验表明

7、氧化石墨烯纸具有较高的拉伸模量和断裂强度，其平均模量为32GPa，性能与用类似方法制备的碳纳米管布基纸相当。Graphene晶体管曼彻斯特的小组采用标准半导体制造技术制作出晶体管。从一小片石墨烯片层开始，采用电子束曝光在材料上刻出沟道。在被称为中央岛的中部位置保持一个带有微小圆笼的量子点。电压可以改变这些量子点的电导率，这样就可以像标准场效应晶体管那样储存逻辑态。双层石墨烯可降低元器件电噪声美国IBM公司T·J·沃森研究中心的科学家，最近攻克了在利用石墨构建纳米电路方面最令人困扰的难题，即通过将两层石墨烯片叠加，可以将元器件的电噪声降低10倍，由此可以

8、大幅改善晶体管的性能，这将有助于制造出比硅晶体管速度快、体积小、能耗低的石墨烯晶体管。石墨烯的