阅读下列科普短文。
2018年平昌冬奥会闭幕式上,“北京8分钟”惊艳世界。演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。演员上场前,需先对服饰内的电池进行充电,充电完成后,石墨烯发热膜防寒服可在 的环境中工作 小时,确保演员穿着舒适和演出成功。
石墨烯是一种由碳原子构成的、六角形晶格的二维碳纳米材料,如图1所示。英国两位物理学家因从石墨中成功分离出石墨烯,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1mm的石墨大约包含 万层石墨烯。
石墨烯的结构特点决定了其具有薄且坚硬、透光性好、导热性强、导电率高、结构稳定等特点。根据其层数不同,石墨烯可以分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。层数不同,石墨烯的性能也不同,如图2所示。
通过石墨烯与氢气反应可得到石墨烷,其中所有的碳原子形成六角网状结构,氢原子以交替的形式从石墨烯表面的两端与碳原子相连,石墨烷表现出半导体性质。
石墨烯具有优良的光学、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。
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