此书试图呈现石墨烯研究的现状，以期应用于各行业。将这些研究成果置于科学、技术、商业及经济领域中，评估应用这些科技的可能性以及其与世界迫切需要的能源、微型化、通讯、交通和医疗领域的相关性。此书既阐述科学和技术细节，也涉及当今工业方法及需求，试图为在工业、学术、医疗领域涉足石墨烯科学及技术应用的新手、研究人员、从事研发创新的政府人员、企业家、工业家、学生和对此感兴趣的非专业人士提供参考。相信本书读者已经受过一定的学术训练，但或许对石墨烯技术还不够精通。+ w" Y9 t& w- y
目录
6 w+ ~- B+ J5 c: v, B) s 推荐序+ [, F {( l( l. e/ p7 i
推荐序二0 T! I" S; N) E8 Y! U
推荐序三! W+ I1 P0 h. f; _! v
原书前言
9 z1 z4 K* X$ v9 U+ b+ L1 | 原书序
+ \3 O5 i1 ~+ n$ }; ?& }+ c 第１章石墨烯的历史１
, y; I5 O0 h$ @/ `* X% M 第２章石墨烯的结构及特性１３6 y* J. {$ m) c0 C
２.１石墨烯的结构１４
0 ^% f# b$ h8 @0 v; E ２.１１碳１４
7 A/ H1 d% }) g: i, P' I; P ２.１.２石墨１５6 y& V- I# ?/ \+ Y2 p
２.１.３石墨烯１６" ` y/ ]' H" y+ C
２.１.４石墨烷１８) B& _1 H6 V4 }5 f+ c
２.１.５石墨酮１９" B8 I B6 p* E2 X/ T
２.２石墨烯结构的无序性２０
) y1 A9 Y/ J3 { ２.２.１褶皱结构２０
9 Q B( Z* d& ^) x4 ]% Y) F ２.２.２拓扑缺陷２０
# `3 a' h# v, t7 J- B ２.２.３吸附原子２１1 C* P/ A% d s$ Q" [# Q
２.２.４裂纹或断裂２１
* V( h8 ^- E) e/ F8 o ２.３石墨烯的特性２２
7 a: Q# k ]- E$ ] ２.３.１力学性能２２
5 p$ C# t$ ?: E7 S# H ２.３.２热学性能２３% a) B% K4 N/ R/ S1 P
２.３.３光学特性２３
& `/ M' n; ^- z1 R ２.３.４化学稳定性及反应性２５. j r0 @3 l5 P& D$ ], C7 I$ Q
２.３.５广受关注的电学特性２７6 f9 }2 ~3 w8 [+ [5 v% j: Z" L
２.３.６半导体特性２８
" A5 _. C* N! t% H ２.４小结２８
, e6 o4 b: K0 y) u 第３章纳米石墨烯与碳量子点３１& x( ~" ?& A& h5 S& t
３.１纳米石墨烯３２
+ v3 W% a5 a# s ３.１.１纳米石墨烯的结构３３" I" y1 @: ?" O0 c! `- ?
３.１.２纳米石墨烯的特性３４- S+ @' r8 S3 N# ~- f
３.１.３纳米石墨烯的制备３５. l, |1 @* t% _* N; x1 w8 O
３.１.４纳米石墨烯的应用３６% b( |- U( j9 W0 N: K, H l
３.２石墨烯量子点或碳量子点３６
- V% x9 @- k! k9 L+ N ３.２.１碳量子点的结构３８
3 N4 ^, C; F* M4 }* h- t' V9 | ３.２.２碳量子点的特性３８
, J/ U8 T. Q9 O% Q ３.２.３碳量子点的制备４２1 j* s5 M B# h
３.２.４碳量子点的应用５０5 J8 i# F- S n/ r$ B
３.３小结５５
& W: O( N5 c" f* g% } 第４章石墨烯的鉴定和表征５７
- s: b; p' E+ h- T$ Y% H ４.１导言５８
% U1 h; [2 O. b7 z* J1 n( O, t ４.２显微镜法５９ J3 ^5 w- w9 W! E. z2 l' h
４.２.１石墨烯扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜和透射电子显微镜表征５９
) P/ s5 z5 f: X6 T7 Z& d ４.２.２石墨烯原子力显微镜表征６１
5 m6 Q3 Q" R8 J, @7 T ４.３光谱法６４" o/ o. M& X' G/ |
４.３.１石墨烯的拉曼光谱分析６４
+ d1 F# Y5 Q- I5 r ４.３.２石墨烯的红外光谱分析６７) j9 \: F# N; X/ x0 \: u
４.３.３石墨烯的紫外.可见光谱分析６８
X& N9 K; x1 }; p, D3 g ４.３.４石墨烯的Ｘ射线衍射分析６９: G Q0 A8 d; p
４.３.５石墨烯的Ｘ射线光电子能谱分析７１
: B0 U2 l/ F, \7 o$ ~- B' S, _ ４.３.６石墨烯的核磁共振分析７２, z$ b8 @8 X8 d( r2 \% p
４.３.７石墨烯的动态光散射７３( m3 z( X7 s) `
４.３.８石墨烯的双偏振干涉测量分析７３" `0 B2 k7 ^; V
４.４光学特性分析７３& P5 M- a% b$ t- q
４.４.１光学吸收及非线性克尔效应７３
; H# m p7 z# }$ ? ４.４.２光致发光／蓝光.光致发光７５ H( K6 t p& h& K: A2 C
４.４.３光学能隙７７( h1 p) J' H1 I+ |6 d; `2 `
４.５力学性能的测试７８8 E3 p8 i- q( a( f
４.５.１杨氏模量７８% D& L3 T* Z* q$ u3 g7 f2 \: W3 `
４.５.２泊松比８０
4 s) Z+ ]0 T w, P- L ４.５.３膨胀试验８０
& W! t/ | O" Z6 w! W/ Q& \ ４.５.４拉力试验／张力试验８１
6 D5 ?* p) p6 o! T2 k5 s2 X4 ^ ４.５.５石墨烯膜的气体泄漏率８１
# T9 B1 G$ G% }' {1 B ４.６热特性及热反应分析８２
8 T4 i6 {# s2 s6 n: P0 m; k ４.６.１热导率８２! ?6 D* z9 n2 B
４.６.２热重分析及热稳定性８４$ c7 n+ I8 t6 E
４.７电学特性的表征８４2 L& o% G1 \' `* }& ?2 w8 C4 O
目录4 H8 k3 A' A4 c9 O$ _% L
４.７.１电子学８４- Z1 ?: l8 V( O9 R9 P
４.７.２电子传递８５
5 y* }" P8 b( B" f ４.７.３电化学氧化还原８５
1 I9 i/ W: i8 O7 Z" f ４.８功函数８５. c/ ?: k7 ?+ I9 M
４.９量子反常霍尔效应８６
( s7 S& w, S( Z4 K& |1 R- e ４.１０自旋输运８７+ S q. g& Y2 c- j
４.１１小结８７
% U6 w7 U9 {0 N" g5 ` 第５章改变石墨烯的特性８９. E# F+ B7 t* c: @# e
５.１导言９０5 u6 B- u) C+ `
５.２改造磁性９０
9 p( D- v& ~2 \+ r- Q, h ５.３提高石墨烯的力学性能９１
$ O; {1 a& z9 P2 v3 r ５.３.１聚合物内分散均匀的石墨烯９１6 m3 c. M0 M1 W! I8 ]! O* w; n- G! R
５.３.２化学交联９２/ y2 H* \/ Q5 [. N
５.３.３氢化９３% s3 H3 _8 P. d P; u3 N# j
５.４设计场发射特性９４
% M! K3 a: U3 d! F0 f3 o ５.５设计石墨烯的带隙或能隙９５
- E7 X. _( p3 _+ H ５.６设计石墨烯的电学特性９６- _# M0 P5 V5 t9 D- H! }0 E
５.６.１设计石墨烯的电学特性使其应用于晶体管９７
# }5 {# G; L7 }5 E+ c9 M ５.６.２设计石墨烯的电学特性使其应用于太阳能电池９９8 t! ?7 f3 [" |1 \5 g- R. M
５.６.３设计石墨烯的电学特性使其应用于图案化石墨烯１０１. O# Z% d) k2 k! q
５.６.４设计石墨烯的电化学特性使其应用于超级电容器１０１, c0 k6 p) }$ V3 Q: ]
５.６.５设计石墨烯的压电特性１０２1 {" j/ `& n a* g* a0 @' M
５.６.６设计石墨烯的电学特性使其应用于燃料电池１０３
" W7 F2 W/ D8 G; u$ { ５.７设计石墨烯的结构特性１０４. _" B; J$ n' Q" D& B, t' @
５.７.１设计石墨烯的复合结构１０４
! a7 {- E* ^. W5 S2 q8 r ５.７.２设计石墨烯的超结构１０６9 A8 Y- G! z# x I* v9 W& w; r
５.７.３设计石墨烯的异质结构１０８
4 c+ h a# B0 I0 g$ r ５.７.４石墨烯的缺陷１１０$ L2 d* k+ q0 k9 B9 Z0 |9 [: S0 F0 t
５.８小结１１１
* p1 v. x" E [* V 第６章石墨烯的应用１１３- V6 l: r+ `0 A! `7 f
６.１应用前景１１４0 l A1 d3 z S: X) Y, o8 x: ^. q
６.１.１高比强度相关领域的应用１１４
3 ^; ~* H: G2 ~. b) y1 B7 G& V& I$ J, I ６.１.２高比表面积相关领域的应用１１４
. D& Z! k0 f# ?* H) S0 G ６.１.３电能储存１１５
# {+ A) t4 m, L ６.１.４热管理１１６9 `* B+ l: e& l4 W1 u
６.１.５高弹性相关领域的应用１１６
" ?' f& \! g4 K7 U. T) V3 J- j9 Y ６.１.６电子和光电设备１１７
6 s" {: m7 r2 m" w" k 石墨烯：改变世界的新材料- H4 |0 K/ {2 n5 e0 j
６.１.７轻质电导体１１７
3 @0 \" {3 ~9 g+ e ６.１.８透明柔性导电抗氧化膜１１７
6 _) G. r v" \' q! U ６.１.９石墨烯薄膜抗渗透性的相关应用１２０
) l q( n- W: a+ e+ B ６.１.１０聚合物复合材料的增强１２０+ p7 T! b+ j4 ^( N4 _8 t7 U7 s$ i
６.１.１１传感器１２１3 Z7 t0 _5 t% h# S" {3 F
６.１.１２电力发电１２４
0 n- U) `2 o% i8 n, t s) r1 Y ６.１.１３柔性衬底１２５
% L( ^# `" v; ]6 O, o ６.１.１４新材料模板１２５" ?' U- ~$ z* e1 M! m
６.１.１５基于石墨烯化学特性研发的生物装置１２５
: X! E% `) A* ]! Y' g+ Y ６.１.１６医疗领域１２６( e( s! x) x% I9 o% E) j. M- e
６.１.１７纺织和织物领域１２７
% U. f C/ [) h5 `8 _ ６.２小结１２８( i% B- c/ l2 H
第７章量产趋势：由实验室走向工业化（扩大规模）１２９( I& E0 @6 y+ l) {4 N. m
７.１石墨的剥离：自上而下的方式１３０
5 m, S- J [6 w/ V' r, ]& a' }' g ７.１.１微机械剥离或多次剥离石墨１３０
4 C, l3 E3 q! v ７.１.２液相化学剥离石墨１３１
1 O! R7 Y- o( X3 S3 M ７.１.３液相水剥离氧化石墨１３１6 c/ }5 }. v Q! |- A2 ]. q4 h
７.１.４热液相剥离氧化石墨１３２+ @" t, h' S% c2 n
７.２纵向解开碳纳米管１３２% _$ k, A5 T; Z# d5 @
７.２.１选择性刻蚀或等离子刻蚀１３３
9 j% e- ~$ h# K- }% V' _' B$ U0 b ７.２.２氧化法１３４
" e, }) Q: i: s7 ~ ７.２.３碱金属原子插入法１３５0 t4 P$ a1 t2 ~" T. L% l
７.２.４碳纳米管的催化解开１３６
5 x( o3 P9 R3 T ７.２.５水热法１３８
8 Q1 C b: L( ~1 D1 q' ?4 S+ J ７.２.６超声化学法打开多层碳纳米管１３８
1 O' x) [/ W% G# u4 a% Y ７.３化学气相沉积法１３９
! D3 `. `0 i7 E: ? ７.４石墨烯在碳化硅上的外延生长１４１& v# K `8 p' N( y/ o
７.５氧化石墨烯的还原１４２' i$ p: Q t8 Z9 @9 d7 k
７.５.１热还原氧化石墨烯１４３' @. U- [: I6 @: K1 Z
７.５.２水热还原氧化石墨烯１４３# k1 V& H. k" P2 q9 P
７.５.３溶剂热还原氧化石墨烯１４４0 U6 M a+ E0 P, C$ [: Y: E
７.５.４化学还原氧化石墨烯１４４7 M' r! Y3 y( _# Y) t
７.５.５电化学还原氧化石墨烯１４５
% ]2 O$ [# B K5 c. k ７.５.６氢等离子体还原氧化石墨烯１４６
4 m; T* c: M. I' c ７.５.７氙闪光管还原氧化石墨烯１４７
0 _, y: g7 C2 G5 \! N0 }9 W ７.５.８膨胀还原剂还原氧化石墨烯１４８
1 X8 i" l* }- ^. x ７.５.９光催化还原氧化石墨烯１４８
0 {2 G y, C" \ 目录; m5 |% l# F; z' ^8 h# i7 U/ B
７.５.１０多步还原１４９
! |3 L. S# |& L9 D ７.６弧放电法１４９
! s- G8 F" T1 I. M) B ７.７溶剂热法１５０
/ F' b3 g1 S. g- Y8 j ７.８石墨烯的无基底气相合成１５０. @/ g: K; ?- v2 Y: q2 g. }+ h
７.９其他生长法１５１
^0 }6 y" I& R4 Y! g ７.１０小结１５１/ Y' V# C0 l0 O5 n
第８章石墨烯片直接转移或卷对卷式转移至理想的基底１５３
1 T3 @6 Q9 Q* l8 L9 c, n. w- ]+ t ８.１导言１５４
! V9 B+ t* U2 r5 C @* @: j9 V" R. Z/ [ ８.２使用刻蚀法和挖取法直接转移石墨烯１５５
, v! ~) w5 Y$ q8 I ８.３在刻蚀和挖取过程中使用石墨烯保护介质直接转移石墨烯１５５+ e5 E0 F& y. u8 P
８.３.１聚甲基丙烯酸甲酯１５６
) K `0 g3 x9 `5 g# D) u* z6 G ８.３.２聚碳酸酯１５７
" c3 d! L7 ~, N h ８.３.３聚二甲基硅氧烷１５７
9 H2 I2 a, r: a" D, r% K- @ ８.３.４直接转移至柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯１５８4 W- R5 K2 D# E1 |
８.４卷对卷合成及转移石墨烯１５９2 |+ F* Y: r! A, y$ B
８.４.１使用导热胶带进行卷对卷连续转移１６０
* l1 }" j6 ]( d! d d$ c# T- t ８.４.２通过热压法，卷对卷式转移至覆盖有透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的 n0 V# @0 z8 K2 g7 Z2 `7 r
乙烯.乙酸乙烯酯共聚物１６１
3 ~4 d" v z! A1 k9 b: u ８.４.３使用光固化环氧树脂卷对卷转移至聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜１６１
1 Y5 N5 A5 \& [$ y3 Q9 A ８.５卷对卷转移石墨烯片的装置１６２5 u. @! h+ V) n( n7 S7 P
８.５.１成均馆大学研究与商业基金会研发的卷对卷石墨烯合成及转移的专利" G/ V# {4 V- N
装置１６２9 }$ A. E5 T( D( K9 O! i8 Z L
８.５.２四辊式卷对卷系统１６３
5 d$ w. ^/ b4 z) z ８.５.３山田法１６５
) _6 ]& y4 A# A ８.６转移过程中最大限度减少缺陷或裂纹１６５
+ U* R- \+ O- {. u4 D ８.６.１选择合适的目标基底１６６
. W6 e. H. R) k2 i8 w3 ~/ X& D ８.６.２避免使用刻蚀剂１６６& e: X0 O' ~; a' e
８.７小结１６７
& i: `( Y: `( w* L0 \2 ? ９石墨烯在工业和商业用途中面临的挑战及其经济效益１６９6 W) E* |" |. l: b# A; q/ i
９.１导言１７０
" u- X$ d5 b8 O. J# z ９.２石墨烯工业１７１
8 [" P- L! A/ t$ @8 y$ t- o ９.２.１生产及应用石墨烯的公司１７４
0 j' {$ ~9 a% w, F R' e ９.２.２支持石墨烯相关活动的公司１７９5 m/ B; @% R3 x- s: y: a, |4 b
９.２.３终端用户市场及目标客户１８３" J/ o0 e9 }- ~" ^( Q' r0 Y
９.３石墨烯的商业化１８９) n4 w# Q! r0 O) S- L4 q
９.３.１制造理想的带隙１８９' P, ]$ t9 S/ p, ?1 U. J' r
石墨烯：改变世界的新材料 E: w. m2 t- _- { q. n
９.３.２高生产成本１９０
7 {- n: p+ y, b$ M- y+ b' C6 M% o5 W0 H ９.４石墨烯及其相关产业经济１９０% Y3 b, Y: N6 D; A
９.５石墨烯及其前景１９２, C$ e3 S1 {" `$ w) e- |
９.５.１柔性电子屏幕１９３
9 \) C' T, B ]: o ９.５.２具备超高机械强度的石墨烯复合材料１９３5 X2 `; B ]8 R, h# y9 e
９.５.３石墨烯替代ＳＤ闪存卡１９３/ T. k9 }5 h9 D& e! o8 I
９.５.４新一代扬声器１９３+ e, ?- D7 o! v* A& }$ r# `1 N
９.５.５更快的计算机芯片和宽带１９４
# m$ `9 F( F: z ９.５.６超强防弹衣１９４
4 M7 t. e/ @! _0 l7 @- B' s ９.５.７石墨烯无人机１９５: H* E: w( U, R1 P6 p
９.６石墨烯的未来设想１９５, |- O9 S2 M/ w) E5 y% D
９.７小结１９６
; Y8 A# Q. x: I. W5 `游客,本下载内容需要支付 8共享币，购买后显示下载链接立即支付
1 V' w( G* M: J, @
# W( X0 u) P7 s |
