Графен — это двумерный углеродный наноматериал, состоящий из атомов углерода, расположенных в виде шестиугольной сотовой решетки благодаря sp²-гибридизации. Он обладает выдающимися оптическими, электрическими и механическими свойствами, в том числе большой удельной поверхностью, высокой электропроводностью и исключительной прочностью, что делает его инновационным материалом с революционным потенциалом.
Как двумерный углеродный наноматериал, графен имеет четко определенные основные характеристики: 5–10 слоев, удельную поверхность ≥400 м²/г и электропроводность ≥10 000 См. Благодаря своей уникальной структуре и исключительным свойствам он обладает значительным потенциалом применения в материаловедении, микро- и нанотехнологиях, энергетике, биомедицине и доставке лекарственных средств. Считающийся революционным материалом будущего, графен может быть получен с различными характеристиками с помощью множества технологических процессов.

Основной особенностью графена является его двумерная сотовая решетчатая структура, которая наделяет его превосходными оптическими, электрическими и механическими свойствами. Он обладает большой удельной поверхностью, высокой электропроводностью, исключительной прочностью, легким весом и отличной химической стабильностью. Он имеет широкие перспективы применения, в первую очередь в области материаловедения (получение новых композиционных материалов), микро- и нанотехнологий, энергетики (аккумулирование энергии, проводящие материалы), биомедицины и доставки лекарственных средств. Ожидается, что он станет движущей силой технологических инноваций в смежных отраслях и представляет чрезвычайно высокую ценность как для научных исследований, так и для промышленного применения.
Существуют различные методы получения графена, включая механическое отслаивание, химическое отслаивание и осаждение из паровой фазы. Подходящий процесс получения можно выбрать в зависимости от требований применения. В ходе процесса получения необходимо строго контролировать ключевые параметры, такие как количество слоев, удельная поверхность и электропроводность, чтобы обеспечить соответствие характеристик продукта требованиям конкретного сценария применения. В настоящее время постепенно налаживается крупномасштабное производство.
Графеновый порошок — это материал, состоящий из однослойного графена, обладающий множеством выдающихся физико-химических свойств. Ключевые характеристики включают: 5–10 слоев, удельную поверхность ≥400 м²/г и электропроводность ≥10 000 См/м. В настоящее время он в основном используется в таких областях, как новые источники энергии, антикоррозионные покрытия, композитные материалы и биосенсоры, и имеет широкий спектр применений.
При использовании чешуйчатого графита в огнеупорных материалах возникает одна ключевая проблема: плохая смачиваемость.
В частности:
Слоистый графит имеет низкое поверхностное натяжение, а его поверхность содержит примерно 0,45% летучих органических соединений.
Поверхность графита обладает высокой гидрофобностью, что приводит к плохой смачиваемости силикатной жидкой фазой.
Он имеет тенденцию к агломерации в литейных смесях, что затрудняет его равномерное распределение, что влияет на плотность материала.
Его следует хранить в сухом, хорошо вентилируемом помещении, чтобы предотвратить комкование, вызванное влагой. Следует избегать попадания прямых солнечных лучей и высоких температур. Упаковка должна быть плотно закрыта, чтобы предотвратить поглощение влаги и порчу материала.
Расширяющийся графит — это интеркаляционное соединение графита. Его производят из натурального чешуйчатого графита в качестве сырья, вводя кислоты (например, серную кислоту) и окислители в слои графита с помощью химических или электрохимических методов.
Графит состоит из бесчисленных слоев графена, уложенных друг на друга, тогда как графен представляет собой один слой графита. Можно представить это так: если многократно обернуть графит клейкой лентой и снимать ее, в конечном итоге можно получить один слой графена — именно так он и был первоначально открыт.