什么是石墨烯

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。由于其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性，在物理學、材料學、電子信息、計算機、特種航天等領域都得到了長足的發展。

石墨烯分類

1.單層石墨烯

單層石墨烯（Graphene）：指由一層以苯環結構（即六角形蜂巢結構）周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。

2.雙層石墨烯

雙層石墨烯（Bilayerordouble-layergraphene）：指由兩層以苯環結構（即六角形蜂巢結構）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛等）堆垛構成的一種二維碳材料。

3.少層石墨烯

少層石墨烯（Few-layer）：指由3-10層以苯環結構（即六角形蜂巢結構）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構成的一種二維碳材料。［33］

4.多層石墨烯

多層石墨烯又叫厚層石墨烯（mulTI-layergraphene）：指厚度在10層以上10nm以下苯環結構（即六角形蜂巢結構）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構成的一種二維碳材料。

石墨烯的優異特性

1.力學特性

石墨烯中，碳原子之間的連接處于非常柔韌的狀態，當被施加外部機械力時，碳原子面會彎曲變形，碳原子不必重新排列來適應外力，因此保持了結構穩定。石墨烯是人類已知強度最高的材料，比世界上強度最高的鋼鐵高100多倍。美國哥倫比亞大學的物理學研究小組選取了10~20微米的石墨烯微粒作為研究對象，研究人員先將這些樣品放在一個表面鉆有小孔的晶體傅板上，小孔的直徑在1~1.5微米之間。之后他們偵用金剛石制成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，用以測誠它們的承受能力。研究發現，在樣品微粒碎前，每100納米可承受的最大壓力達2.9微牛左右。根據這個實驗結果，可測箅出要使1微米的石墨烯斷裂，至少需要施加55牛的力。

2.電學特性

石墨稀具有超高的電遷移率，它的導電性遠髙于目前任何高溫超導材料。曼徹斯特大學的研究小組在室溫下測量了單層石墨烯分子的電子遷移率，發現即使在含有雜質的石墨烯中，電荷的遷移率仍可達10000厘米2/（伏·秒）。2008年，海姆研究小組又證明，電子在石墨稀中的遷移率可以達到前所未有的200000厘米2/（伏·秒）。不久之后，哥倫比亞大學的博洛京（K.BoloTIn）將這個數值再次提高到250000厘米2/（伏。秒）。而目前晶體管的主要材料單晶硅的電子遷移率只有1400厘米7（伏。秒），高純度石墨烯的電子遷移率超過單晶硅150倍以上。此外，石墨烯的電子遷移率幾乎不隨溫度變化而變化。

3.光學特性

石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收大約2.3%的可見光，光透率高達97.7%。石墨烯層的光吸收與層數成比例，數層石墨烯（FLG〉樣品中的每一層都可以看做二維電子氣，受臨近層的擾動極小，其在光學上等效為幾乎互不作用的單層石墨烯（SLG）的疊加。單層石墨烯在300~2500納米間的吸收譜平坦，在紫外區有吸收峰，這是由于石墨烯態密度中的激子移動呈現范霍夫奇異性。在數層石墨烯中，低能區有與帶躍遷相關的其他吸收特性。

4.熱學特性

石墨烯也是一種熱穩定材料。石墨烯的熱導率高達5300瓦/（米。開），是銅的13倍。研究現，單層石墨稀的導熱率與片層寬帶、缺陷密度和邊緣粗糖度密切相關；石墨烯片層沿平面方向導熱具有各向異性的特點：在室溫以上，石墨烯的熱導率隨著溫度的增加而逐漸減小。

5.化學特性

石墨烯的電學性能受到了廣泛關注，然而它的化學特性卻一直少人問津。目前已知的化學特性有：石墨烯可以吸附和脫附各種原子和分子，如二氧化氮、氨、鉀等吸附物作為給體或受體往往會導致載流子濃度發生變化：而氫離子、氫氧根離子等吸附物會產生導電性很差的衍生物，但這些都不是新的化合物。從表面化學的角度來看，石墨烯的性質類似石墨，因此可根據石墨來推測石墨烯的化學性質。石墨烯的化學性質研究將在今后數年內成為一個研究熱點。

石墨烯對發動機的好處

1.超強的極壓抗磨性。石墨烯潤滑油具有超強的極壓抗磨和粘合力，在高溫，高壓，高頻率的機械運動中形成超強的石墨烯油膜，始終保持潤滑性和粘性，從而降低5--15%汽油油耗。

2.超強的氧化穩定性。石墨烯潤滑油具有超強的氧化穩定性和優異的導熱耐高溫性能，大大降低發動機的噪音和防止發動機各個部位的損傷，從而延長發動機的使用壽命3倍以上。

3.超強自修復功能和高密封性。石墨烯潤滑油中含有的微小顆粒，可填補氣缸內壁損傷摩擦，具有對發動機的自修復功能，永久保護形成，形成高密封防水，防塵，防燒機油的最佳狀態，使發動機動力恢復到接近出廠狀態。

4.超強的自清潔功能。石墨烯潤滑油具有超強的自清潔功能，可以減少積碳的產生，降低30%左右的尾氣排放

石墨烯對發動機有什么好處_發動機保護劑有必要嗎

發動機保護劑作用原理

在發動機高溫高壓的環境中，能在發動機金屬表面形成一層極薄但具有極高抗壓強度和耐磨性良好的鉬合金保護層，合金層厚度飽和后潤滑油中的硫結合產生MoS2，是一種層狀結構的六方晶體薄膜，能夠顯著降低摩擦系數，剩余留在潤滑油中隨時修復被磨損的六方晶體薄膜。鉬合金保護層和六方晶體薄膜在高溫（1200度）、超低溫、高轉速、高壓和真空條件下具有優異的潤滑性能，可大幅減少引擎內部的摩擦，顯著提高潤滑油的抗氧化性能，有效地抑制潤滑油的氧化降解，同時減少高溫沉積物和低溫油泥的形成，對發動機形成超強的綜合的保護。

以頂級純聚碳10聚阿爾法烯烴為載體，配合特殊的有機鉬潤滑配方，不會像普通發動機保護劑，沖淡機油粘度、影響原有機油添加劑的平衡，可以與任何規格的機油混合并發揮卓越的潤滑效果。

發動機僅在潤滑油的保護下，表面看似光滑，但放大后真相更加直觀，因此請不要僅僅更換潤滑油，請給予發動機額外的保護。

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發動機保護劑作用

能有效減摩抗磨，提高機械效率，降低引擎噪音。

超級保護油膜緊附在金屬保護膜上，不隨機油流入油底殼，在冷啟動瞬間保護引擎。

有效解決了傳統的金屬抗磨添加劑在冷啟動保護方面的缺陷，真正實現引擎“零磨損”。

支持氧傳感器和三元催化轉化裝置，降低尾氣排放。