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石墨烯為什么透光,而石墨就不透明

石墨烯電池還在試驗階段 。●就是這樣一群石墨烯電池,市場價格堪比鋰電池 。900多人民幣 。石墨中碳原子的結構是六角形的,它們在薄片中互相重疊 。這種層狀結構使得石墨受壓后容易滑動,而且硬度不高,所以石墨摸起來非常光滑,是一種很好的固體潤滑劑 。
為什么石墨烯電池到現(xiàn)在還沒有走進我們的生活?

石墨烯為什么透光,而石墨就不透明


石墨烯電池只是目前為止還在不斷努力研究試用階段 。隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破,估計近幾年會將突破價格的瓶頸而廣泛應用于人們的日常生活中,例如現(xiàn)在的天能T3石墨烯電池 。見下圖所示,●就是這么一組石墨烯電池,其市場價格與鋰電池有得一拼,在900多元RMB 。而普通鉛酸電池只是它的三分之一,所以人們不易接受它 。
同為碳的晶體,為什么鉆石是透明的,而石墨就不透明?
石墨烯為什么透光,而石墨就不透明


碳是自然界中最常見的元素之一,也是地球上含量最豐富的元素之一,有很多常見物質(zhì)都主要由碳元素組成,比如動植物和菌類等生命物種本身和這些生物遺體形成的煤、石油、天然氣等,再如石頭的主要成分是碳酸鈣,其中也有大量的碳元素 。不過這里我們重點講一下金剛石和石墨,這兩種東西都由純粹的碳元素組成,不像其他物質(zhì)還有大量其他元素,然而這兩種東西各自呈現(xiàn)出來的性子卻完全不同,
金剛石可以做成鉆石,也可以說鉆石就是金剛石,其硬度非常高,是自然界中已知硬度最高的物質(zhì),其摩氏硬度是硬度為10,也是唯一一種摩氏硬度為10的自然界物質(zhì) 。但是石墨就不同了,它是自然界中最軟的物質(zhì)之一,而且是又滑又軟,因此常被用作潤滑劑,硬度不同之外,這兩種東西的色澤度也很不相同,石墨的顏色非常黑,是漆黑而不透明的,但是鉆石卻是透明的,透光性很好 。
另外還有一個很大的不同就是金剛石并不導電,是良好的絕緣體;但是石墨的導電性能非常好,是優(yōu)良的導體,甚至可以將石墨粉做成炸彈,這種石墨炸彈如果在敵方的發(fā)電廠、變電廠和供電系統(tǒng)上空中被引爆,飄灑下來的石墨碳纖維就可以將敵方的供電設施癱瘓掉,那么敵方的工廠就無法運轉,城市也會陷入癱瘓狀態(tài),既然金剛石與石墨都是由碳元素組成的單質(zhì),它們的物理性質(zhì)為什么還會有這么大的差異呢?這是由于其碳原子排列方式不同造成的 。
金剛石和石墨都是碳元素的同素異形體,石墨中每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子,排列方式呈六邊形,以共價鍵結合,構成共價分子,這樣石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷,所以石墨可以導電 。而且石墨中碳原子的結構為六角形,相互之間呈片狀重疊,這種層狀結構導致石墨受壓后很容易滑動,硬度也不高,所以石墨摸上去非?;瑵櫍橇己玫墓虘B(tài)潤滑劑,
又因為扁平的石墨片材可吸收不同波長的光,因此表現(xiàn)為不透明的黑色 。但是金剛石晶體為正四面體結構,其中碳原子的4個孤對電子可以全部形成共價鍵,因此就沒有自由電子,這樣金剛石就不能導電,而且金剛石中碳原子以四價鍵鏈接,由于鉆石中的C-C鍵很強,所有的價電子都參與了共價鍵的形成,形成金字塔狀的晶體結構,所以金剛石硬度非常大 。
【石墨烯為什么透光,而石墨就不透明】而且鉆石的這種結構也使得它吸收的光波段很少,大部分照射在鉆石上的光都被反射出去了 。所以雖然硬度高,看起來透明,但是石墨和金剛石的分子和原子結構很難解體,所以都非常耐高溫 。鉆石的熔點是3550℃,而石墨在常溫下根本沒有熔點,在3652℃ ~ 3697℃會直接升華,所以石墨往往是

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