石墨烯系列-石墨烯特性（一）# China - 中国研究
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1 楼
石墨烯具备众多优异的力学、光学、电学和微观量子性质。它是目前最薄也是最坚硬的
纳米材料，同时具备透光性好，具备导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度
高等众多普通材料不具备的性能，未来有望在电极、电池、晶体管、触摸屏、太阳能、
传感器、超轻材料、医疗、海水淡化等众多领域应用，可以说是未来最有前景的先进材
料之一。因为石墨烯各种性能优秀且多样，因此，石墨烯特性将分篇讲解，本篇讲解石
墨烯的机械性能：
石墨烯的机械性能主要体现在硬度和强度两个方面。石墨烯是已知材料中强度和硬度最
高的晶体材料。
单层石墨烯的强度极限为42N/㎡，如果这个数据不够形象的话，如果能够制取出厚度相
当于普通食品塑料包装袋（约为100nm的厚度，相当于300层单层石墨烯构成）的石墨烯
，那么需要施加大于12600N/㎡的压力（相当于1.26吨的重物）才能将其破坏。而其硬
度的主要表现则是单层石墨烯硬度胜过金刚石。此外，石墨烯还是目前已知材料中最薄
最轻的。
科学研究，其优越的机械性能主要源于石墨烯稳定且规则的原子结构，其每一个碳原子
都与相邻的三个碳原子形成标准的120度角。迄今为止，研究者还没有发现石墨烯中有
碳原子缺失的情况。
注意：杨氏模量是是材料力学中的名词，可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标
，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大。
本片到此结束，下篇讲解石墨烯的电学和热学性能，欢迎大家关注。
纳米材料，同时具备透光性好，具备导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度
高等众多普通材料不具备的性能，未来有望在电极、电池、晶体管、触摸屏、太阳能、
传感器、超轻材料、医疗、海水淡化等众多领域应用，可以说是未来最有前景的先进材
料之一。因为石墨烯各种性能优秀且多样，因此，石墨烯特性将分篇讲解，本篇讲解石
墨烯的机械性能：
石墨烯的机械性能主要体现在硬度和强度两个方面。石墨烯是已知材料中强度和硬度最
高的晶体材料。
单层石墨烯的强度极限为42N/㎡，如果这个数据不够形象的话，如果能够制取出厚度相
当于普通食品塑料包装袋（约为100nm的厚度，相当于300层单层石墨烯构成）的石墨烯
，那么需要施加大于12600N/㎡的压力（相当于1.26吨的重物）才能将其破坏。而其硬
度的主要表现则是单层石墨烯硬度胜过金刚石。此外，石墨烯还是目前已知材料中最薄
最轻的。
科学研究，其优越的机械性能主要源于石墨烯稳定且规则的原子结构，其每一个碳原子
都与相邻的三个碳原子形成标准的120度角。迄今为止，研究者还没有发现石墨烯中有
碳原子缺失的情况。
注意：杨氏模量是是材料力学中的名词，可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标
，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大。
本片到此结束，下篇讲解石墨烯的电学和热学性能，欢迎大家关注。