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石墨烯初探之一——石墨烯及其机械剥离法制备
石墨烯初探之一——石墨烯及其机械剥离法制备
随着科技的不断发展，人们对于某些特殊材料的关注不断增加。石墨烯便是近年来备受瞩目的一种材料，被誉为“21世纪的材料之王”，因其独特的物理性质和应用前景受到广泛的关注。本文主要探讨石墨烯的相关情况以及其机械剥离法制备的方法。
一、石墨烯的概述
石墨烯是由碳原子通过某种方法排列形成的单层平面晶体结构，具有极高的强度、导电性和热导率等优异的物理和化学性质。其厚度只有一个碳原子的厚度，并且具有极大的柔韧性和可拉伸性。石墨烯的发现极大地推动了新材料的发展，有望在多个领域实现重大的科技突破。
二、石墨烯的制备方法
石墨烯的制备方法主要分为“自下而上”和“自上而下”两个方向。其中“自下而上”主要是利用化学和物理合成手段产生石墨烯，而“自上而下”则是通过从石墨中去除单层或多层石墨烯来制备。机械剥离法就是“自上而下”制备石墨烯的一种有效方法。
三、机械剥离法制备石墨烯
机械剥离法制备石墨烯的主要方法是将石墨表面的层层石墨晶片“引”的下来，实现石墨层的单层剥离。由于石墨之间的吸引力较小，因此在水或其他溶液中，引力会被扩散到整个石墨层上，石墨表面就能轻易地将分子层分开。
机械剥离法的具体实验步骤分为以下几个步骤：
1.准备石墨基板
将石墨片或者其他材料制成石墨基板，基板的平整度和表面清洁度对石墨烯的质量有很大的影响，因此需要尽可能保证基板平整度和表面清洁度。
2.使用黏性胶带粘取
使用高黏性胶带将石墨片连续贴上去，压缩并剪去多余的黏性胶带。然后向下拉扯黏着在基板上的石墨片，去除多余的石墨片，使石墨表面更加光滑。
3.浸泡
将黏贴好的石墨片放入去离子水或其他可用于去除黏性胶带上粘性物质的溶液中浸泡，去除残留的胶带胶质。
4.剥离
将浸泡好的石墨片取出，将其固定在离心机上，将其高速旋转，在旋转的过程中将水滴点在石墨表面，通过惯性作用去除黏在石墨表面的分层，最后在管壁自然上升的重力作用下得到单层石墨烯。
四、机械剥离法的优势
相比于其他制备石墨烯的方法，机械剥离法具有以下优点：
1.高效：机械剥离法可以快速地制备出高品质的单层石墨烯，且操作简单，易于实施。
2.环保：相对于传统的制备方法，机械剥离法不需要使用大量的化学试剂和高能耗设备，使其成为一种理想的环保制备方法。
3.易产大规模：机械剥离法制备出的石墨烯可以很容易地进行大规模制备，有望在未来成为工业化生产石墨烯的主要方法之一。
结论
总之，石墨烯因其独特的物理和化学性质，具有广阔的应用前景。机械剥离法制备石墨烯是一种高效、环保、易产大规模的制备方法，可望在未来实现工业化生产。随着科技的不断进步，相信石墨烯会在诸多领域带来诸多新的发展和机遇。