石墨、膨脹石墨和石墨烯(右)石墨烯的超能力跟它的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。二者都是碳元素組成的材料,結(jié)構(gòu)上,石墨是層狀結(jié)構(gòu),宏觀材料,層與層間是范德華力,比較弱,容易被剝離,而石墨烯就是被剝離出來的,譬如像是書和書中的紙一樣,書就如石墨,紙就如石墨烯,所以石墨可以看成是由一層層石墨烯堆疊而成的,理論上石墨烯是二維材料,只有單層或少層的才能稱為石墨烯,部分剝離不充分的只能稱為石墨微片。
1、石墨烯和石墨的區(qū)別?
二者都是碳元素組成的材料,結(jié)構(gòu)上,石墨是層狀結(jié)構(gòu),宏觀材料,層與層間是范德華力,比較弱,容易被剝離,而石墨烯就是被剝離出來的,譬如像是書和書中的紙一樣,書就如石墨,紙就如石墨烯,所以石墨可以看成是由一層層石墨烯堆疊而成的,理論上石墨烯是二維材料,只有單層或少層的才能稱為石墨烯,部分剝離不充分的只能稱為石墨微片。
性能上,石墨烯具有非常好的導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性,透光率和高的比表面積,目前研究很多,較為成熟的應(yīng)用有鋰電導(dǎo)電漿料(電池漿料合漿增加導(dǎo)電性),防腐涂料,散熱膜(華為手機Mate20/30系列),服裝纖維等,應(yīng)用方向眾多,但多數(shù)處于孵化或研發(fā)階段,而石墨作為一種傳統(tǒng)材料,性能方面與石墨烯有部分重疊,如導(dǎo)電導(dǎo)熱等,但要比石墨烯性能低很多,是兩種截然不同的材料,但石墨也有自己的材料優(yōu)勢,成本低,在鋰電負極材料應(yīng)用廣泛,可用于制造防火、潤滑等材料;而且是多種材料的原材料,如碳素、膨脹石墨、石墨負極、石墨烯等。
2、石墨烯硬度達到鋼鐵的上百倍,那為什么不用它來做武器的“外殼”?
謝謝邀請,石墨烯超薄超輕、強度高、彈性和韌性好的特性,使其現(xiàn)在成為人們心目中理想的防彈材料,各國都在大力研究,以便將其廣泛應(yīng)用到防彈衣領(lǐng)域以及作為坦克裝甲車輛的裝甲。目前世界上所研究和試驗的用于防彈材料的石墨烯實際上被稱為石墨烯海綿,是目前世界上已知的最輕固體新材料,屬于一種氣凝膠,是以石墨烯為墻壁,碳納米管為支架,兩種材料的水溶液在低溫環(huán)境下凍干,去除水分、保留骨架,最后形成的一種超輕材料,
石墨烯海綿抗壓、抗沖擊性能非常強,可承受力度超過每平方英寸1.45萬磅的外力重擊,這幾乎相當于馬里亞納海溝這個深達10924米的世界海洋最深處所經(jīng)受的巨大壓力,防護能力比鋼材強10倍,比凱夫拉材料強2倍。不僅如此,石墨烯還可以被擠壓成其原始大小的5%,且依然能夠恢復(fù)原來的形態(tài),此外,石墨烯海綿還具有抗重復(fù)沖擊性能好的有點,在抗擊外力重擊1000次以上仍能保持穩(wěn)定性能。
由此可見,石墨烯海綿耐高壓、耐沖擊的超硬特性意味著它將能用在防彈衣的內(nèi)部和坦克裝甲車輛的裝甲內(nèi)部作為緩沖材料,以吸收來自射彈(如子彈、炮彈、反坦克導(dǎo)彈、火箭彈等)的沖擊力,在美國科學家的模擬實驗中,僅10-100納米厚的石墨烯海綿,就能夠抵御相當于AK-47突擊步槍射出的7.62毫米子彈的沖擊力。此外,石墨烯海綿制成的防彈衣比現(xiàn)在常見的凱夫拉防彈衣輕得多也柔軟得多,因此士兵穿起來更輕便、更舒適,不會對戰(zhàn)術(shù)動作造成多少影響,也不會過多地消耗士兵的體力,
用于制造坦克裝甲車輛的裝甲時,石墨烯將像喬巴姆裝甲的“三明治”結(jié)構(gòu)一樣,外層為鋼或鋁裝甲板,內(nèi)部為石墨烯海綿填充的裝甲墊。央視報道顯示,一塊300×300毫米見方,外層為鋁裝甲板、內(nèi)部填充石墨烯海綿的新型裝甲承受住了3發(fā)14.5毫米機槍彈的打擊,從視頻資料可以看到,3發(fā)14.5毫米機槍彈都只擊穿了最外層的鋁裝甲板,內(nèi)部填充的石墨烯海綿卻完好無損。
3、馬斯克質(zhì)疑,被吹上天的石墨烯到底是黑科技還是“大號智商稅”?
石墨烯(Graphene)的豪情壯志:比鋼強200倍,比紙輕1000倍!2004年,曼徹斯特大學的兩名科學家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)進行了一項看似簡單的試驗:他們用膠帶粘在一塊石墨上,然后扯下膠帶,接著把粘了石墨的膠帶部分用膠帶再次粘上再分開,重復(fù)這個過程足夠多次,直到最后膠帶上看不見什么東西的時候,石墨烯就誕生了!石墨想必大家都不陌生,從小寫字用的鉛筆筆芯的主要成分就是石墨。