石墨烯科普

本专栏为非专业性、非学术性科普，如有错误欢迎提出纠正

石墨烯这个名词已经被泛化使用，本专栏粗略论述石墨烯与石墨烯类产品的物理性能。

1.单层连续石墨烯

1.1   具有“类超导”特性，二维平面纵向的导电、导热、光学性能优异；是已知强度最高的材料之一；能发射较强的红外线，热辐射性能强。

1.2  主要由气相沉积法、氧化还原法制备，单层厚度为nm级。薄膜的连续面积以cm2计量，碎片的粒径以um计量；低粒径的产品制成分散液，计价单位为mg/100mL，用于化学分析研究；面积在cm2以上的石墨烯成品率与产量极低，主要用于科研，无实际生活工业用途；

2.多层石墨烯

2.1  为多层石墨烯叠加，形状不规则，单块多层石墨烯在其纵向平面上具有单层连续石墨烯的特性（参上）。

2.2  主要是机械剥离法制备，相对产量高，产品一致性差，根据其粒径、层数进行筛分。主要用于工业生产的层数在10-100层左右，粒径um级别，计价单位为g。（通常认为100层以上为石墨）

3.金属氧化物石墨烯

3.1  金属氧化物与石墨烯的复合材料，具有媲美金属的导热、导电性

3.2  主要由氧化还原法制备，暂处于研究阶段。因其制备复杂、纯度低、成本较高，且未发现具有超越的替代性的优异性能，未用于实际工业生产。(就像矿泉水很好，但主要还是喝白开水）

4.石墨导热片

     由石墨粉末与粘连剂、填充剂等混合制成的混合物，石墨含量不高，具有非金属材料中较好的导热性和低电气环境下的绝缘性，具有一定的热辐射与电磁屏蔽性能，成型好易于加工，材质柔软，广泛用于集成电路的散热，导热率徘徊在6-10Wm/K，受限于必要的绝缘性，石墨含量提升空间有限，且石墨本身导热性不强，整体导热性能提升空间小。

5.石墨烯导热片

   由多层石墨烯粉末与粘连剂、填充剂等混合制成的混合物，石墨烯含量不高，相较于石墨导热片具有更好的导热性、热辐射与电磁屏蔽性能，其余性能参考石墨导热片。导热率能做到20多Wm/K,且具有较大提升空间，但同样会牺牲绝缘性。

6.石墨烯发热材料/散热涂层

    发热、散热的主体并不是石墨烯，而是在主体中掺入或者涂抹石墨烯来改良其热辐射性能，使得热辐射具有更高的能量，提高被加热物体热辐射吸收效率。涂层因涂层的厚度过薄且石墨烯碎片无序混杂，不体现单层连续石墨烯的强导热性。但石墨烯本身具有较高的热辐射吸收率，能更好地吸收来自周围石墨烯发出的热辐射，能起到一定的均热较果，提高散热效率。

总结：

       受限于生产成本，目前石墨烯的主要用途是改良，通常不起主体作用，且大多数用的是多层石墨烯粉末，在无序混杂后并不具备单层连续石墨烯的超强导热导电性。由于公众对于石墨烯的实际生产应用了解不足，较多商家以石墨是石墨烯的无序复合体这一观点出发，用混杂石墨烯制品甚至是石墨制品，标榜单层连续石墨烯的超高性能，造成虚假宣传与公众认知错误，特立此专栏，尽己所能纠正。