具體描述
石墨烯被譽為“神奇的材料”，從納米級的“綠色”科技到傳感器，以及未來的導電塗層等方麵，都具有極大的應用潛力。
本書涉及石墨烯的方方麵麵——曆史、基本特性、生産方式以及應用等。本書既可視為科學論著也可作為技術指南，為具有一定科學背景或本科工科背景以及從事石墨烯應用行業的讀者們提供學習途徑。
石墨烯的研究領域寬泛且發展迅猛，此書的目的在於為讀者提供石墨烯的相關信息，以及在當下甚至未來可立即賦予實施的、簡明扼要的應用信息。讀罷此書，讀者所獲得的知識將足以使其在石墨烯的研發與應用領域繼續獨立探索前行。
作者簡介
瑪杜麗·沙倫
現任一傢商業化生産碳納米材料和導電玻璃的印度公司—莫納德納米科技有限公司執行董事。
馬赫斯赫瓦爾·沙倫
印度理工學院教授，現於印度馬哈拉施特拉邦比爾拉技術與科學學院主管納米技術中心。
目錄資訊
推薦序二
推薦序三
原書前言
原書序
第1章石墨烯的曆史
第2章石墨烯的結構及特性
2.1石墨烯的結構
2.1.1碳
2.1.2石墨.
2.1.3石墨烯
2.1.4石墨烷
2.1.5石墨酮
2.2石墨烯結構的無序性
2.2.1褶皺結構
2.2.2拓撲缺陷
2.2.3吸附原子
2.2.4裂紋或斷裂
2.3石墨烯的特性
2.3.1力學性能
2.3.2熱學性能
2.3.3光學特性
2.3.4化學穩定性及反應性
2.3.5廣受關注的電學特性
2.3.6半導體特性
2.4小結
第3章納米石墨烯與碳量子點
3.1納米石墨烯
3.1.1納米石墨烯的結構
3.1.2納米石墨烯的特性
3.1.3納米石墨烯的製備
3.1.4納米石墨烯的應用
3.2石墨烯量子點或碳量子點
3.2.1碳量子點的結構
3.2.2碳量子點的特性
3.2.3碳量子點的製備
3.2.4碳量子點的應用
3.3小結
第4章石墨烯的鑒定和錶徵
4.1導言
4.2顯微鏡法
4.2.1石墨烯掃描電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡和透射電子顯微鏡錶徵
4.2.2石墨烯原子力顯微鏡錶徵
4.3光譜法
4.3.1石墨烯的拉曼光譜分析
4.3.2石墨烯的紅外光譜分析
4.3.3石墨烯的紫外可見光譜分析
4.3.4石墨烯的X射綫衍射分析
4.3.5石墨烯的X射綫光電子能譜分析
4.3.6石墨烯的核磁共振分析
4.3.7石墨烯的動態光散射
4.3.8石墨烯的雙偏振乾涉測量分析
4.4光學特性分析
4.4.1光學吸收及非綫性剋爾效應
4.4.2光緻發光／藍光、光緻發光
4.4.3光學能隙
4.5力學性能的測試
4.5.1楊氏模量
4.5.2泊鬆比
4.5.3膨脹試驗
4.5.4拉力試驗／張力試驗
4.5.5石墨烯膜的氣體泄漏率
4.6熱特性及熱反應分析
4.6.1熱導率
4.6.2熱重分析及熱穩定性
4.7電學特性的錶徵
4.7.1電子學
4.7.2電子傳遞
4.7.3電化學氧化還原
4.8功函數
4.9量子反常霍爾效應
4.10自鏇輸運
4.11小結
第5章改變石墨烯的特性
5.1導言
5.2改造磁性
5.3提高石墨烯的力學性能
5.3.1聚閤物內分散均勻的石墨烯
5.3.2化學交聯
5.3.3氫化
5.4設計場發射特性
5.5設計石墨烯的帶隙或能隙
5.6設計石墨烯的電學特性
5.6.1設計石墨烯的電學特性使其應用於晶體管
5.6.2設計石墨烯的電學特性使其應用於太陽能電池
5.6.3設計石墨烯的電學特性使其應用於圖案化石墨烯
5.6.4設計石墨烯的電化學特性使其應用於超級電容器
5.6.5設計石墨烯的壓電特性
5.6.6設計石墨烯的電學特性使其應用於燃料電池
5.7設計石墨烯的結構特性
5.7.1設計石墨烯的復閤結構
5.7.2設計石墨烯的超結構
5.7.3設計石墨烯的異質結構
5.7.4石墨烯的缺陷
5.8小結
第6章石墨烯的應用
6.1應用前景
6.1.1高比強度相關領域的應用
6.1.2高比錶麵積相關領域的應用
6.1.3電能儲存
6.1.4熱管理
6.1.5高彈性相關領域的應用
6.1.6電子和光電設備
6.1.7輕質電導體
6.1.8透明柔性導電抗氧化膜
6.1.9石墨烯薄膜抗滲透性的相關應用
6.1.10聚閤物復閤材料的增強
6.1.11傳感器
6.1.12電力發電
6.1.13柔性襯底
6.1.14新材料模闆
6.1.15基於石墨烯化學特性研發的生物裝置
6.1.16醫療領域
6.1.17紡織和織物領域
6.2小結
第7章量産趨勢：由實驗室走嚮工業化（擴大規模）
7.1石墨的剝離：自上而下的方式
7.1.1微機械剝離或多次剝離石墨
7.1.2液相化學剝離石墨
7.1.3液相水剝離氧化石墨
7.1.4熱液相剝離氧化石墨
7.2縱嚮解開碳納米管
7.2.1選擇性刻蝕或等離子刻蝕
7.2.2氧化法
7.2.3堿金屬原子插入法
7.2.4碳納米管的催化解開
7.2.5水熱法
7.2.6超聲化學法打開多層碳納米管
7.3化學氣相沉積法
7.4石墨烯在碳化矽上的外延生長
7.5氧化石墨烯的還原
7.5.1熱還原氧化石墨烯
7.5.2水熱還原氧化石墨烯
7.5.3溶劑熱還原氧化石墨烯
7.5.4化學還原氧化石墨烯
7.5.5電化學還原氧化石墨烯
7.5.6氫等離子體還原氧化石墨烯
7.5.7氙閃光管還原氧化石墨烯
7.5.8膨脹還原劑還原氧化石墨烯
7.5.9光催化還原氧化石墨烯
7.5.10多步還原
7.6弧放電法
7.7溶劑熱法
7.8石墨烯的無基底氣相閤成
7.9其他生長法
7.10小結
第8章石墨烯片直接轉移或捲對捲式轉移至理想的基底
8.1導言
8.2使用刻蝕法和挖取法直接轉移石墨烯
8.3在刻蝕和挖取過程中使用石墨烯保護介質直接轉移石墨烯
8.3.1聚甲基丙烯酸甲酯
8.3.2聚碳酸酯
8.3.3聚二甲基矽氧烷
8.3.4直接轉移至柔性聚對苯二甲酸乙二醇酯
8.4捲對捲閤成及轉移石墨烯
8.4.1使用導熱膠帶進行捲對捲連續轉移
8.4.2通過熱壓法，捲對捲式轉移至覆蓋有透明聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的乙烯、乙酸乙烯酯共聚物
8.4.3使用光固化環氧樹脂捲對捲轉移至聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜
8.5捲對捲轉移石墨烯片的裝置
8.5.1成均館大學研究與商業基金會研發的捲對捲石墨烯閤成及轉移的專利裝置
8.5.2四輥式捲對捲係統
8.5.3山田法
8.6轉移過程中最大限度減少缺陷或裂紋
8.6.1選擇閤適的目標基底
8.6.2避免使用刻蝕劑
8.7小結
9石墨烯在工業和商業用途中麵臨的挑戰及其經濟效益
9.1導言
9.2石墨烯工業
9.2.1生産及應用石墨烯的公司
9.2.2支持石墨烯相關活動的公司
9.2.3終端用戶市場及目標客戶
9.3石墨烯的商業化
9.3.1製造理想的帶隙
9.3.2高生産成本
9.4石墨烯及其相關産業經濟
9.5石墨烯及其前景
9.5.1柔性電子屏幕
9.5.2具備超高機械強度的石墨烯復閤材料
9.5.3石墨烯替代SD閃存卡
9.5.4新一代揚聲器
9.5.5更快的計算機芯片和寬帶
9.5.6超強防彈衣
9.5.7石墨烯無人機
9.6石墨烯的未來設想
9.7小結
參考文獻
· · · · · · (收起)
讀後感
用戶評價
這本書的裝幀設計真的很有品味，封麵那種深邃的黑與微微泛著金屬光澤的紋理，初見之下就給人一種它所蘊含的科技力量感。我是在一個科技愛好者的論壇上被安利的，當時他們都在熱烈討論新材料的未來走嚮，這本書的名字——《石墨烯(改變世界的新材料)》——像是帶著一種不容置疑的宣告。 拿到手翻開後，我立刻被它那種清晰的邏輯綫索吸引住瞭。作者似乎非常懂得如何將復雜晦澀的物理化學概念轉化為普通人也能理解的語言。比如，關於石墨烯的二維結構以及它那令人難以置信的強度和導電性，書中用瞭大量的類比，把原本抽象的晶格結構描繪得仿佛觸手可及。我尤其喜歡其中關於它在能源存儲領域應用的章節，那描述簡直是科幻照進現實，讓我開始重新審視我日常使用的那些電子設備，思考未來電池的迭代速度。作者的敘事節奏把握得很好，既有對基礎科學原理的嚴謹闡述，又不失對宏大應用前景的激情描繪，讀起來完全沒有那種傳統科普讀物的枯燥感，更像是在跟隨一位經驗豐富的科學傢進行一次探索未知的激動人心的旅程。
评分說實話，我並不是材料科學的科班齣身，一開始有點擔心內容會過於專業，讀起來會像啃一本教科書。但這本書的閱讀體驗齣乎我的意料，它更像是一部講述“材料革命史詩”的敘事作品。作者並沒有把重點僅僅放在羅列石墨烯的各項參數上，而是花瞭很多筆墨去描繪發現和研發過程中那些充滿戲劇性的瞬間。那些關於科學傢們如何在一個看似尋常的碳材料中，發現瞭宇宙級的潛力，那種堅持、那種“靈光乍現”，都被刻畫得入木三分。這種人文關懷和科學精神的結閤，讓整本書的閱讀體驗變得非常立體。我特彆欣賞作者對材料屬性的解讀方式，他們沒有停留在“更強、更快”的錶麵，而是深入到原子層麵，解釋瞭為什麼是“二維”造就瞭這一切。讀完關於石墨烯在柔性電子設備方麵潛力的章節，我幾乎能預見到未來可穿戴設備那種輕薄到可以忽略不計的狀態，那是一種對現有物理限製的徹底顛覆，閱讀過程中我常常需要停下來，閤上書本，消化一下這種“世界正在被重塑”的感覺。
评分這本書的結構安排非常巧妙，它像一個層層遞進的迷宮，帶領讀者從宏觀世界深入到微觀領域，再由微觀的結構推導齣宏觀的應用。我個人對半導體産業的發展曆程比較關注，書中關於石墨烯如何挑戰甚至可能取代傳統矽基技術的那部分內容，簡直是為我量身定做。作者沒有給齣過於絕對的預測，而是非常冷靜地分析瞭它在麵對現有工業體係時的技術壁壘和成本挑戰，這種嚴謹的態度讓我對這本書的專業性更加信服。它不像某些暢銷書那樣為瞭博人眼球而誇大其詞，而是提供瞭一個非常平衡的視角——既肯定瞭它的顛覆性潛力，也坦誠瞭它在商業化道路上需要跨越的重重障礙。每當我讀到一個新的應用方嚮，比如生物傳感器或者海水淡化膜，我都會忍不住去查閱相關的最新研究進展，這本書無疑成功地激起瞭我更深層次的探索欲，它不隻是知識的傳授，更像是一個“知識的催化劑”。
评分從純粹的閱讀愉悅度來說，這本書的價值遠超其本身的重量。我常常在通勤的地鐵上閱讀，起初隻是抱著瞭解新材料的好奇心，但很快就被吸引住瞭。與其他專注於某一技術突破的圖書不同，這本書更側重於構建一個“新材料時代”的整體框架。它將石墨烯置於一個更廣闊的材料科學曆史背景下進行考察，對比瞭它與金屬、半導體、高分子材料的各自的興衰和局限。這種曆史的縱深感，讓讀者對“顛覆性創新”有瞭更深刻的理解。它讓我意識到，很多時候，革命性的進步並非來自全新的物理定律，而是來自對現有元素最精妙的排列組閤。這本書的行文非常注重邏輯的連貫性和論證的嚴密性，即便是那些最前沿的理論探討，也總能迴溯到堅實的實驗證據，這種紮實的寫作基調，極大地增強瞭讀者的信心，讓人覺得書中所描繪的未來並非遙不可及的幻想，而是正在發生的科學事實。
评分這本書的文字風格，在我看來，有一種獨特的“工業詩意”。它既有精確的科學術語支撐，保證瞭其學術上的可靠性，但錶述齣來時卻帶著一種強烈的畫麵感。我喜歡作者在描述那些復雜的納米技術操作時，所使用的那些充滿動感的詞匯。比如，描述電子在石墨烯錶麵以近乎光速的“無質量”狀態運動時，那種描述簡直讓人感到一種莫名的敬畏。這本書似乎在告訴我，我們腳下的世界，遠比我們日常感知到的要精妙和強大得多。它讓人重新審視“材料”這個詞匯的意義——它不再是簡單的建築或製造基礎，而是一切科技進步的終極入口。閱讀過程中，我感覺自己像是在一個巨大的、尚未被完全開發的資源庫前徘徊，這本書就像是那張繪製瞭關鍵路徑的藏寶圖，指引著未來的技術方嚮，雖然具體路徑需要自己去摸索，但方嚮感是無比清晰的。
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