具体描述
石墨烯被誉为“神奇的材料”，从纳米级的“绿色”科技到传感器，以及未来的导电涂层等方面，都具有极大的应用潜力。
本书涉及石墨烯的方方面面——历史、基本特性、生产方式以及应用等。本书既可视为科学论著也可作为技术指南，为具有一定科学背景或本科工科背景以及从事石墨烯应用行业的读者们提供学习途径。
石墨烯的研究领域宽泛且发展迅猛，此书的目的在于为读者提供石墨烯的相关信息，以及在当下甚至未来可立即赋予实施的、简明扼要的应用信息。读罢此书，读者所获得的知识将足以使其在石墨烯的研发与应用领域继续独立探索前行。
作者简介
玛杜丽·沙伦
现任一家商业化生产碳纳米材料和导电玻璃的印度公司—莫纳德纳米科技有限公司执行董事。
马赫斯赫瓦尔·沙伦
印度理工学院教授，现于印度马哈拉施特拉邦比尔拉技术与科学学院主管纳米技术中心。
目录信息
推荐序二
推荐序三
原书前言
原书序
第1章石墨烯的历史
第2章石墨烯的结构及特性
2.1石墨烯的结构
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石墨烯结构的无序性
2.2.1褶皱结构
2.2.2拓扑缺陷
2.2.3吸附原子
2.2.4裂纹或断裂
2.3石墨烯的特性
2.3.1力学性能
2.3.2热学性能
2.3.3光学特性
2.3.4化学稳定性及反应性
2.3.5广受关注的电学特性
2.3.6半导体特性
2.4小结
第3章纳米石墨烯与碳量子点
3.1纳米石墨烯
3.1.1纳米石墨烯的结构
3.1.2纳米石墨烯的特性
3.1.3纳米石墨烯的制备
3.1.4纳米石墨烯的应用
3.2石墨烯量子点或碳量子点
3.2.1碳量子点的结构
3.2.2碳量子点的特性
3.2.3碳量子点的制备
3.2.4碳量子点的应用
3.3小结
第4章石墨烯的鉴定和表征
4.1导言
4.2显微镜法
4.2.1石墨烯扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜和透射电子显微镜表征
4.2.2石墨烯原子力显微镜表征
4.3光谱法
4.3.1石墨烯的拉曼光谱分析
4.3.2石墨烯的红外光谱分析
4.3.3石墨烯的紫外可见光谱分析
4.3.4石墨烯的X射线衍射分析
4.3.5石墨烯的X射线光电子能谱分析
4.3.6石墨烯的核磁共振分析
4.3.7石墨烯的动态光散射
4.3.8石墨烯的双偏振干涉测量分析
4.4光学特性分析
4.4.1光学吸收及非线性克尔效应
4.4.2光致发光／蓝光、光致发光
4.4.3光学能隙
4.5力学性能的测试
4.5.1杨氏模量
4.5.2泊松比
4.5.3膨胀试验
4.5.4拉力试验／张力试验
4.5.5石墨烯膜的气体泄漏率
4.6热特性及热反应分析
4.6.1热导率
4.6.2热重分析及热稳定性
4.7电学特性的表征
4.7.1电子学
4.7.2电子传递
4.7.3电化学氧化还原
4.8功函数
4.9量子反常霍尔效应
4.10自旋输运
4.11小结
第5章改变石墨烯的特性
5.1导言
5.2改造磁性
5.3提高石墨烯的力学性能
5.3.1聚合物内分散均匀的石墨烯
5.3.2化学交联
5.3.3氢化
5.4设计场发射特性
5.5设计石墨烯的带隙或能隙
5.6设计石墨烯的电学特性
5.6.1设计石墨烯的电学特性使其应用于晶体管
5.6.2设计石墨烯的电学特性使其应用于太阳能电池
5.6.3设计石墨烯的电学特性使其应用于图案化石墨烯
5.6.4设计石墨烯的电化学特性使其应用于超级电容器
5.6.5设计石墨烯的压电特性
5.6.6设计石墨烯的电学特性使其应用于燃料电池
5.7设计石墨烯的结构特性
5.7.1设计石墨烯的复合结构
5.7.2设计石墨烯的超结构
5.7.3设计石墨烯的异质结构
5.7.4石墨烯的缺陷
5.8小结
第6章石墨烯的应用
6.1应用前景
6.1.1高比强度相关领域的应用
6.1.2高比表面积相关领域的应用
6.1.3电能储存
6.1.4热管理
6.1.5高弹性相关领域的应用
6.1.6电子和光电设备
6.1.7轻质电导体
6.1.8透明柔性导电抗氧化膜
6.1.9石墨烯薄膜抗渗透性的相关应用
6.1.10聚合物复合材料的增强
6.1.11传感器
6.1.12电力发电
6.1.13柔性衬底
6.1.14新材料模板
6.1.15基于石墨烯化学特性研发的生物装置
6.1.16医疗领域
6.1.17纺织和织物领域
6.2小结
第7章量产趋势：由实验室走向工业化（扩大规模）
7.1石墨的剥离：自上而下的方式
7.1.1微机械剥离或多次剥离石墨
7.1.2液相化学剥离石墨
7.1.3液相水剥离氧化石墨
7.1.4热液相剥离氧化石墨
7.2纵向解开碳纳米管
7.2.1选择性刻蚀或等离子刻蚀
7.2.2氧化法
7.2.3碱金属原子插入法
7.2.4碳纳米管的催化解开
7.2.5水热法
7.2.6超声化学法打开多层碳纳米管
7.3化学气相沉积法
7.4石墨烯在碳化硅上的外延生长
7.5氧化石墨烯的还原
7.5.1热还原氧化石墨烯
7.5.2水热还原氧化石墨烯
7.5.3溶剂热还原氧化石墨烯
7.5.4化学还原氧化石墨烯
7.5.5电化学还原氧化石墨烯
7.5.6氢等离子体还原氧化石墨烯
7.5.7氙闪光管还原氧化石墨烯
7.5.8膨胀还原剂还原氧化石墨烯
7.5.9光催化还原氧化石墨烯
7.5.10多步还原
7.6弧放电法
7.7溶剂热法
7.8石墨烯的无基底气相合成
7.9其他生长法
7.10小结
第8章石墨烯片直接转移或卷对卷式转移至理想的基底
8.1导言
8.2使用刻蚀法和挖取法直接转移石墨烯
8.3在刻蚀和挖取过程中使用石墨烯保护介质直接转移石墨烯
8.3.1聚甲基丙烯酸甲酯
8.3.2聚碳酸酯
8.3.3聚二甲基硅氧烷
8.3.4直接转移至柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯
8.4卷对卷合成及转移石墨烯
8.4.1使用导热胶带进行卷对卷连续转移
8.4.2通过热压法，卷对卷式转移至覆盖有透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的乙烯、乙酸乙烯酯共聚物
8.4.3使用光固化环氧树脂卷对卷转移至聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜
8.5卷对卷转移石墨烯片的装置
8.5.1成均馆大学研究与商业基金会研发的卷对卷石墨烯合成及转移的专利装置
8.5.2四辊式卷对卷系统
8.5.3山田法
8.6转移过程中最大限度减少缺陷或裂纹
8.6.1选择合适的目标基底
8.6.2避免使用刻蚀剂
8.7小结
9石墨烯在工业和商业用途中面临的挑战及其经济效益
9.1导言
9.2石墨烯工业
9.2.1生产及应用石墨烯的公司
9.2.2支持石墨烯相关活动的公司
9.2.3终端用户市场及目标客户
9.3石墨烯的商业化
9.3.1制造理想的带隙
9.3.2高生产成本
9.4石墨烯及其相关产业经济
9.5石墨烯及其前景
9.5.1柔性电子屏幕
9.5.2具备超高机械强度的石墨烯复合材料
9.5.3石墨烯替代SD闪存卡
9.5.4新一代扬声器
9.5.5更快的计算机芯片和宽带
9.5.6超强防弹衣
9.5.7石墨烯无人机
9.6石墨烯的未来设想
9.7小结
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
评分
用户评价
这本书的结构安排非常巧妙，它像一个层层递进的迷宫，带领读者从宏观世界深入到微观领域，再由微观的结构推导出宏观的应用。我个人对半导体产业的发展历程比较关注，书中关于石墨烯如何挑战甚至可能取代传统硅基技术的那部分内容，简直是为我量身定做。作者没有给出过于绝对的预测，而是非常冷静地分析了它在面对现有工业体系时的技术壁垒和成本挑战，这种严谨的态度让我对这本书的专业性更加信服。它不像某些畅销书那样为了博人眼球而夸大其词，而是提供了一个非常平衡的视角——既肯定了它的颠覆性潜力，也坦诚了它在商业化道路上需要跨越的重重障碍。每当我读到一个新的应用方向，比如生物传感器或者海水淡化膜，我都会忍不住去查阅相关的最新研究进展，这本书无疑成功地激起了我更深层次的探索欲，它不只是知识的传授，更像是一个“知识的催化剂”。
评分这本书的文字风格，在我看来，有一种独特的“工业诗意”。它既有精确的科学术语支撑，保证了其学术上的可靠性，但表述出来时却带着一种强烈的画面感。我喜欢作者在描述那些复杂的纳米技术操作时，所使用的那些充满动感的词汇。比如，描述电子在石墨烯表面以近乎光速的“无质量”状态运动时，那种描述简直让人感到一种莫名的敬畏。这本书似乎在告诉我，我们脚下的世界，远比我们日常感知到的要精妙和强大得多。它让人重新审视“材料”这个词汇的意义——它不再是简单的建筑或制造基础，而是一切科技进步的终极入口。阅读过程中，我感觉自己像是在一个巨大的、尚未被完全开发的资源库前徘徊，这本书就像是那张绘制了关键路径的藏宝图，指引着未来的技术方向，虽然具体路径需要自己去摸索，但方向感是无比清晰的。
评分这本书的装帧设计真的很有品味，封面那种深邃的黑与微微泛着金属光泽的纹理，初见之下就给人一种它所蕴含的科技力量感。我是在一个科技爱好者的论坛上被安利的，当时他们都在热烈讨论新材料的未来走向，这本书的名字——《石墨烯(改变世界的新材料)》——像是带着一种不容置疑的宣告。 拿到手翻开后，我立刻被它那种清晰的逻辑线索吸引住了。作者似乎非常懂得如何将复杂晦涩的物理化学概念转化为普通人也能理解的语言。比如，关于石墨烯的二维结构以及它那令人难以置信的强度和导电性，书中用了大量的类比，把原本抽象的晶格结构描绘得仿佛触手可及。我尤其喜欢其中关于它在能源存储领域应用的章节，那描述简直是科幻照进现实，让我开始重新审视我日常使用的那些电子设备，思考未来电池的迭代速度。作者的叙事节奏把握得很好，既有对基础科学原理的严谨阐述，又不失对宏大应用前景的激情描绘，读起来完全没有那种传统科普读物的枯燥感，更像是在跟随一位经验丰富的科学家进行一次探索未知的激动人心的旅程。
评分从纯粹的阅读愉悦度来说，这本书的价值远超其本身的重量。我常常在通勤的地铁上阅读，起初只是抱着了解新材料的好奇心，但很快就被吸引住了。与其他专注于某一技术突破的图书不同，这本书更侧重于构建一个“新材料时代”的整体框架。它将石墨烯置于一个更广阔的材料科学历史背景下进行考察，对比了它与金属、半导体、高分子材料的各自的兴衰和局限。这种历史的纵深感，让读者对“颠覆性创新”有了更深刻的理解。它让我意识到，很多时候，革命性的进步并非来自全新的物理定律，而是来自对现有元素最精妙的排列组合。这本书的行文非常注重逻辑的连贯性和论证的严密性，即便是那些最前沿的理论探讨，也总能回溯到坚实的实验证据，这种扎实的写作基调，极大地增强了读者的信心，让人觉得书中所描绘的未来并非遥不可及的幻想，而是正在发生的科学事实。
评分说实话，我并不是材料科学的科班出身，一开始有点担心内容会过于专业，读起来会像啃一本教科书。但这本书的阅读体验出乎我的意料，它更像是一部讲述“材料革命史诗”的叙事作品。作者并没有把重点仅仅放在罗列石墨烯的各项参数上，而是花了很多笔墨去描绘发现和研发过程中那些充满戏剧性的瞬间。那些关于科学家们如何在一个看似寻常的碳材料中，发现了宇宙级的潜力，那种坚持、那种“灵光乍现”，都被刻画得入木三分。这种人文关怀和科学精神的结合，让整本书的阅读体验变得非常立体。我特别欣赏作者对材料属性的解读方式，他们没有停留在“更强、更快”的表面，而是深入到原子层面，解释了为什么是“二维”造就了这一切。读完关于石墨烯在柔性电子设备方面潜力的章节，我几乎能预见到未来可穿戴设备那种轻薄到可以忽略不计的状态，那是一种对现有物理限制的彻底颠覆，阅读过程中我常常需要停下来，合上书本，消化一下这种“世界正在被重塑”的感觉。
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