在石墨烯功效与作用中会不会存在缺陷

在石墨烯功效与作用中会不会存在缺陷

石墨烯缺陷形成原因多样，形成的位置也多表现为随机和不可控性，这就使石墨烯缺陷与性质的关系量化变的较为困难，但即使如此，基于石墨烯潜在的巨大应用前景，相关理论和实验研究已经开展起来。将把石墨烯缺陷对其性质的影响研究分为磁性质，电性质，力学性质、热学性质和化学性质五个方面进行论述。

石墨烯缺陷对其热学性能的影响

石墨烯本身具有很大热导率，约为 5000 W/m·K。缺陷的存在，将使热导率发生改变。例如，如果石墨烯中存在点缺陷或者单空穴缺陷，石墨烯热导率将随着缺陷浓度的变大而迅速变小为无缺陷时的 20 %，有趣的是，当缺陷浓度进一步提高时，热导率减小速度趋缓。对这种变化规律的解释是：石墨烯缺陷浓度低时，缺陷成为热流散射中心，这些位置消弱了石墨烯的导热能力，当缺陷逐渐增多时，缺陷彼此并域，散射中心也彼此交叉，使得散射中心数目的增长当量减少，石墨烯导热能力的减弱趋于缓慢。

通过分子动力学模拟的手段，也可以研究石墨烯外引入缺陷对热导率的影响。例如，研究发现：当石墨烯上某些碳原子变为 sp杂化，假设这样的碳原子仍然保持和其他三个碳原子相连，另外一个价键和氢原子相连，那么这种氢原子导致的面外杂原子引入缺陷将使得石墨烯热导率减小。即使向石墨烯中 2.5 %的碳原子引入这种缺陷，石墨烯的热导率也将减小 40 %，进一步研究还表明，随机散乱分布的氢原子缺陷，比集中存在于某一区域时对石墨烯热导率危害大。