Geim研究小组由石墨（左图）制得的石墨烯（右图）

1。2 石墨烯的物理性质   

1。2。1力学性质

石墨稀的周期蜂窝状点阵的构造非常稳定，内部的碳原子以sp2杂化的方式形成稳定的网格结构，当石墨稀受到外界给它施加压力时，碳原子并不需要重新排列来适应外力，而是通过简单的平面的弯曲变形就可以保持自身结构稳定。2008年，Lee等研究了石墨稀的弹性性能和断裂强度，并釆用纳米压痕实验的方法，将石墨稀放置在具有孔状结构的Si衬底上，通过对原子力显微镜探头压入深度与施加力的关系曲线进行力学上分析，测量出石墨稀的杨氏模量。[4]结果表明，每100nm的石墨烯所能够承受最大压力值大约是2。9N,所以要使一米长的石墨稀断开，就要施加至少55Ｎ的压力。此后，也有一些其他的学者也研究了石墨稀的力学性质，Gome-Navarro等[5] 利用原子力显微镜测试了石墨烯的杨氏模量，发现石墨烯具有很强的柔韧性和很高的硬度。

1。2。2 热学性质

 2008年Balandin[6]等人探究了石墨稀光谱的峰频率与温度的关系，并发现在室温下，单层石墨稀热导率约是传统导热材料（如金刚石）几倍，可以达到5300W/m-K。Jiang[7]等人探究了石墨稀在弹道区域的输运特性，发现石墨稀沿平面方向热导率表现为各向异性。2009年Nika等人[8]从理论上探究了单层石墨稀的声子热导率，理论计算预测在室温条件下单层石墨稀的导热系数在2000-5000W/m-K范围内，具体的热导率值依赖于石墨烯中缺陷密度和边缘粗糙的程度。

1。2。3电学性质

石墨稀的和在布里渊区的Ｋ点也就是Dirac点相交。石墨稀是一种零带隙的半导体材料，并显示为金属性。石墨烯中电子的行为表现与无质量的相对论粒子相似，也就是狄拉克费米子，并且电子在石墨烯中传输几乎不发生散射[9]。Kim[10]等测量单层石墨稀的载流子迁移率超过了200000 cm2/(V-s)。在常温下就能够观察到分数量子霍尔效应。除此以外，石墨烯还表现了许多其他特异的性质，例如双极场效应等等。这些特异的性能使得石墨稀在各个领域都能被利用。

1。3石墨烯的应用前景

日本企业的一位技术人员形容单层石墨材料即“石墨烯”是“神仙创造的材料”。这是由于石墨烯在很多方面拥有超越现有材料的一些特性。石墨烯的出现，有可能从构造材料到用于电子器件方面的功能性材料等多个范畴引发材料。比如其力学性质，石墨烯非常的坚硬，利用单层石墨烯制成的吊床能够承载一只重量达4千克的兔子，还有估算显示，如果重叠石墨烯薄片，使其厚度达到保鲜膜的厚度时，便可承载2吨重的汽车。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

 在电学性质方面，科学家发现，石墨烯是目前已知导电性能最出色的材料。这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊，在现在的电子产业中占据着重要的地位,发挥着巨大的作用。如在通信领域中,工程师要想把越来越多的信息填充到信号中就必须使用越来越高的频率信号,但是带来的问题就是手机工作频率越来越高,其产生的热能也越来越高,显然,使用传统材料对频率的提升带来了巨大的限制。而石墨烯的传热率与金刚石的热传率相当，再加上它本身的薄片形状，因此石墨烯作为划时代的散热材料而备受关注。并且，石墨烯中电子的传导速度是硅材料中电子传导的倍,这将为高速计算机芯片和生物传感器带来诸多进步。科学家认为石墨烯将成为硅的替代品,是生产量子计算机的合适材料，未来超级计算机的芯片材料将是石墨烯,而不再是传统的硅材料[4]。