石墨炔也是一種2維材料，它的性質與石墨烯相比怎麼樣呢？

2015-11-7

石墨炔 (grapheyne）為石墨烯的同素異構物，兩者皆為單原子厚的平面碳材料，不同的是，石墨烯為蜂巢晶格 (honeycomb
lattice)結構，而石墨炔則能具有數種不同的二維結構。石墨烯優異的電子特性源自於獨特的能帶結構，其傳導帶與共價帶在低能處呈現兩個名為迪拉克錐(Dirac
cone)的對稱錐形，並在費米能階 (the
Fermi level)上以線性相交於一點，因此傳導載子的等效動能直接正比其動量。這種不尋常的動能-動量關係原先僅見於無靜止質量的光子中，非相對論性運動下的電子和其他物質粒子的動能則是與動量平方成正比。換言之，石墨烯中的電子行為類似無靜止質量的相對論性粒子，能以極高的速度在材料內運動，因此可以用來製作超快晶體管。2012年 Erlangen-Nürnberg大學的 Andreas Gorling以密度泛函理論 (density functional theory)計算髮現，石墨炔亦擁有這種能帶特徵。

不同於石墨烯的雙鍵結構，石墨炔中的碳有雙鍵及三鍵，因此能形成六角晶格之外的幾何結構。Gorling等人利用密度泛函理論計算三種石墨炔的結構，分別是 α-graphene、β-graphene以及6,6,12-graphyne，前兩者具有六角結構，後者則為矩形晶格，結果發現三種石墨炔皆擁有迪拉克錐。Gorling表示，6,6,12-graphyne的特性甚至可能優於石墨烯，原因是有別於石墨烯的等向性 (isotropic)，矩形對稱性使得電子性質與方向有關，例如導電值會受電流方向影響，未來有機會應用於奈米電子元件上。再者，石墨炔在費米能上下附近具有兩個不同的迪拉克錐，這表示石墨炔為「自我摻雜」(self-doped)，天生就具有電荷載子，不像石墨烯需要額外摻雜，因此能做為製作電子元件所需的半導體材料用。

石墨烯並不具有明顯的能帶隙，這是兩者在半導體應用上的最大差異。在導電性上經計算，石墨炔薄膜的電導率為 2.516×10E(-4)
S m-1，比不上石墨烯；石墨炔上的孔徑分布十分均一，呈現出相同的形狀和尺寸。經計算，其三角形孔的邊長為 3.8
?，位於 H2和 CH4/CO的van der Waals（vdW，范德華力）尺寸之間。除此之外，石墨炔還十分有利於氫氣的選擇性滲透。因此，石墨炔是理想的 H2提純薄膜，這點石墨烯也做得到。至於其他像導熱性、透光性及機械性能(例如潤滑性、抗拉模量等)也比不上石墨烯，加上目前低成本、大批量且高質量製備石墨炔的方法研究還不成熟，因此那又是一齣學術為發表而聳動誤導的信息，我根本都不會想去製備它。

報告看點梳理：

①石墨烯行業概況及四大主流製備方法優劣對比

②劃分石墨烯製備生產和具體應用兩大產業鏈分析，細分電子器件、能源領域及其他領域

③國家地區政府、科研機構以及跨國企業均積極投身石墨烯行業，「新材料之王」飽受追捧！

④知名投資機構布局及地域分布

⑤79家石墨烯行業關聯企業介紹及融資信息

原文及完整版報告鏈接：石墨烯行業研究報告（附79家關聯企業介紹）

「黑金」 「新材料之王」石墨烯異軍突起！

2015年11月30日，工信部、發改委、科技部聯合印發《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》。意見指出，要把石墨烯產業打造成先導產業，到2018年，實現石墨烯材料穩定生產；到2020年，實現石墨烯材料標準化，形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業。

目前石墨烯已經被研發人員廣泛應用於電子科技、網路通訊、潔凈能源、生物醫學、航天軍工、複合材料以及智能家居等諸多領域。

我國對石墨烯領域的研究與開發較早地就給予了關注。2012年以來我國累計出台10餘項石墨烯相關政策。

十三五規劃等一系列文件也都將石墨烯納入大力發展的新材料領域。機構預測，2017年我國石墨烯市場總體規模有望突破100億元。石墨烯行業發展提速，相關公司有望受益。

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