石墨烯是什么材料

石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，既有石墨的特征，又有烯烃的特征。是石墨的单层结构，其具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯的种类

石墨烯材料的种类比较多，具体可以根据其结构分为以下几种：

1、单层石墨烯

单层石墨烯是指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。

2、双层石墨烯

双层石墨烯是指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

3、少层石墨烯

少层石墨烯是指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

4、多层石墨烯（厚层石墨烯）

多层石墨烯指厚度在10层以上10nm以下苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

石墨与石墨烯的不同点

石墨和石墨烯听起来像是一回事，实际上石墨烯其实就是石墨的单层结构，只要将石墨烯一层层叠起来那就是石墨了，厚度约1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯，他们二者之间的区别还是有很大差异的，具体如下：

1、结构不同

石墨是无机物，而石墨烯是有机物。其次石墨烯和石墨确实存在一些差异，它们在结构上是稍有不同的，石墨烯可以看成是单层的石墨，而石墨则是由多层的石墨烯叠加而成的。

2、厚度不同

石墨片厚度比石墨烯厚，石墨烯是单层碳原子，石墨可以看成是由多层石抄墨烯一层层叠加起来的，氧化石墨是将石墨通过强氧化剂氧化，表面生成羟基、羧基等官能团，将氧化石墨超声分散后，由于超声波的振荡，分散作用很容易将氧化。石墨是天然的，本质上是由多层石墨烯堆叠形成的。

3、性能不同

石墨和石墨烯在导电性、导热性、透光性以及硬度等方面都有较大区别，石墨烯的性能相对来说更优。

4、应用不同

石墨烯应用于光电产品领域、能源技术领域、功能复合材料、微电子器件、生物医药和传感器领域。石墨应用于作耐火材料行业、光伏行业、高温冶金行业、用于原子能工业和国防工业。

石墨烯的发展前景

随着技术的不断发展，石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件，为了探寻石墨烯更广阔的应用领域，还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺，使其得到更好的应用。

石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间，但是已成为今年学者研究的热点。其优异的光学、电学、力学、热学性质促使研究人员不断对其深入研究，随着石墨烯的制备方法不断被开发，石墨烯必将在不久的将来被更广泛地应用到各领域中。