三維石墨烯與二維石墨烯相比，有哪些優勢？

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現關於石墨烯的研究開始往三維方向發展，那麼與二維的石墨烯相比，三維石墨烯的優勢在哪兒？

按師兄的方法用CVD長三維石墨烯，雖然有三維骨架結構，但是老師說其實就是碳，不是石墨烯。。。。

首先，關於（二維）石墨烯的基本概念及參數。

2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。由於石墨烯具有優異的力學性能、熱學性能，電學性能以及良好的延展性，使其在高性能電子器件、導熱、催化及能源領域有著巨大的潛在應用價值。

其性能的具體參數包括：

1、吸光率約為2.3%
2、導熱係數高達5300 W/m·K（高於碳納米管和金剛石）

3、常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s（比納米碳管或硅晶體高）
4、電阻率約10E-8 Ω·m（比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料）

石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構, 它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),捲成一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。

第二，多孔石墨烯的基本概念及性能。

多孔石墨烯材料是在石墨烯的片層中通過物理或化學的方法製造一些具有納米尺寸的孔洞，這些方法包括：化學氣相沉積法，溶液法，水熱法等。

由於多孔石墨烯的製備方法比較多，所以具體的性能參數尚沒有統一的數據。根據目前的進展，可以大致得出這樣的結論（答主主要做的是多孔石墨烯感測器，所以相關參數多與此有關）：

1、孔結構較好

2、表面活性較高

3、導電性及負載量較好（可以負載酶用作生物燃料電池）

4、傳質速率較高（可用作感測器）

下圖是答主所做的多孔石墨烯的SEM。

在電化學方面，將石墨烯還原為多孔石墨烯後，各方面的性能提高非常明顯，具體參數還在進行重複測試中。

第一次這麼認真的答題~~(≧▽≦)/~

2015-04-28

坦白說，除了 CVD 可以「穩定」製備單層石墨烯外，其他都可以視為製備了三維石墨烯。但單層石墨烯用途不大，怎麼說呢? 第一，石墨烯的缺陷，比如出現空洞而形成內部的封閉邊界，邊界導致其結構不均衡﹔褶皺也是一種邊界形式，此時石墨烯局部從二維實際又成了三維結構了。第二，常溫常壓下，隨著完美尺寸增大存在理論限制，單層石墨烯無法形成完美的六角晶格。第三，單層石墨烯無法自行支撐，轉移到襯底上又產生缺陷。所以說，單層石墨烯必須在限制條件下取得。

其實，針對不同應用技術該有不同的石墨烯組合。量子點及氧化石墨烯在某些應用領域還比單層石墨烯更適合呢。

這種東西，就像之前的沸石（分子篩）一樣，從簡單結構做起，逐步發展到多維結構拓撲結構，到同種材料N重複合孔，到holy shit。。。。。

具體什麼用。。。用了才知道。總覺得目前材料和應用脫節太多了，做材料的（以及做無機的）僅僅把東西做出來，做的新奇又好看，然後paper妥妥的來一發。。。。感覺淺嘗輒止就像419差不多的樣子

石墨烯不是二維晶體么？三維石墨烯是指多層石墨烯堆積吧

只能說，三維石墨烯具有應用在超電容的潛力，正如樓上所說，三維石墨烯很高的比表面。Ruoff組已經開發出比理論值(2630 m2/g)更高的三維石墨烯（3100 m2/g）.

三維的比二維多的是立體性和高面積比，這兩個性質可以用在很多地方

三維石墨烯與二維石墨烯相比的優勢，應該是便宜吧。。。。。。