基于石墨烯的流量计传感器测量纳米速率流体流动，第2部分：石墨烯背景

这这篇文章的前一部分看着纳米流传感器的挑战，特别是关于血流。这部分看着石墨烯，这是新传感器的基础。

石墨烯是并不存在直到最近的材料结构。但是，石墨的其构成元素 - 其原子元素碳的结晶形式布置成六边形结构（图1）- 已经知道并使用了几百年，并在消费类产品，工业生产，是的，甚至铅笔无数的用途“的领先优势。”碳的同素异形体的其他钻石是当然的，以及碳纳米管，富勒烯，无不引人入胜结构。（同素异形体表示其中一个元件可以存在于不同的物理形式，石墨，炭，和金刚石是碳的同素异形体的所有）。

虽然石墨烯由石墨组成，但它是那种元素的非常特殊的形式。石墨烯是石墨的单层形式，作为彼此键合的单原子厚（或“薄”）层，并布置在六边形或蜂窝晶格中（F一世Gure 2）。

这听起来像“没有大问题”或“没有重要的区别”，但根本不是这样。石墨烯是一种厚厚的人已知的最薄的材料，也令人难以置信的强度 - 比钢更强约200倍。在此之上，石墨烯是热量的优良导体，具有有趣的光吸收能力。作为电力的导体，它比铜表现更好。它几乎完全透明但甚至甚至氦气甚至是最小的气体原子都可以通过它。石墨烯仅为一个原子厚 - 也许是宇宙中最薄的材料 - 形成高质量的晶格，在结构中没有空位或脱位。这种结构使其具有令人兴趣的性质，并产生了令人惊讶的新物理学。

与石墨烯有关的讽刺。虽然碳是已知并使用“永远的”（所以说），石墨烯本身比较令人新鲜。虽然科学家知道理论上可能存在一个原子厚的二维晶石石墨烯，但没有人已经解决了如何从石墨中提取或创建它。

然而，在2004年，研究人员Andre Geim和Kostya Noveselov教授（英国曼彻斯特大学的俄罗斯 - 出生的俄罗斯人），首先通过反复使用“苏格兰威士忌”胶带，首先将石墨剥成稀释剂和更薄的层。然后溶解胶带本身，图3.（对这个故事显然有更多更多）。该货于2010年为2010年获得了物理学奖，为其理论和应用的工作，这在其论文中发表了“原子上薄碳膜的电场效应”科学。

图3：与Andre Geim和Konstantin NovoseLov在2010年的石墨烯，图石墨烯晶体管和与石墨烯的实现和捐赠给诺贝尔博物馆的磁带分配器。（图片：维基百科）

这很容易说，“石墨烯听起来很好，甚至有点有趣，但是什么？”但是有更多的东西。在许多方面，它就像硅一样，因为它具有许多“未被发现”的用途，几乎是一个奇迹物质，解决自己的潜在问题或与其他材料组合。弄清楚如何使其作为标准，几乎批量生产的产品是另一个挑战，但您现在可以将其作为纤维和专业供应室的薄片购买。

在某些方面，石墨烯的应用思想类似于激光。当Theodore H. Maiman首先在1960年首次证明了激光和公众时，记者中的“Quip”是激光是“寻找解决问题的解决方案”。我们当然知道，神秘的故事是如何横空出世，和石墨烯，也找到了自己的方式被广泛使用。

一个应用程序使用石墨烯代替基于硅的晶体管，因为这种技术已经迅速达到其基本限制（低于10个纳米）。另外，也可以通过外延生长技术，使石墨烯 - 具有匹配衬底上生长上晶体的顶部的单层 - 创建用于在所述太赫兹区域或构建微型印刷电路板驱动电子设备的应用，如高频晶体管的石墨烯晶片在纳米尺度。

例如，石墨烯被用作塑料中的填料，以制备复合材料，例如加强网球和其他球拍。石墨烯悬浮液也可用于制作适合于LCD屏幕的光学透明和导电膜。最后，它也可以是独特传感器的基础，例如第3部分讨论的纳米洛项目。作为额外的益处，元素石墨，石墨烯和其他碳基结构不被视为一般的健康危害或特别是身体。（不要将“碳”与“二氧化碳”混淆，经常引用气候变化 - 当他们真正的意思是碳二氧化碳有限公司时，大多数人使用单词“碳”的大多数人都有大多数人₂分子是完全不同的物质。）

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