21世纪最有前景碳材料，不止石墨烯【贤集网】-搜狐

　　碳是自然界中最常见的元素之一，而碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如最硬-最软、绝缘体-半导体-超导体、绝热-超导热、吸光-全透光等，21世纪被称为是“超碳时代”，下面让贤集网小编为大家介绍21世纪最有前景碳材料有哪些。

　　1、富勒烯

　　以C60为代表的富勒烯是空心球形构型，C60是由12个正五边形和20个正六边形组成的三十二面，像一个足球。

　　应用领域：

　　最新动态：日前，中科大选取反应活性非常高的C60材料为前驱体，用KOH在500-700摄氏度，氨气气氛下进行处理后，获得了主要由SP2共价键构成的N掺杂多孔碳材料，该材料的N含量为7.8wt%，在100mA/g的电流密度下，该材料的可逆比容量达到1900mAh/g，在5A／g的高电流密度下，比容量达到600mAh/g，在5A/g的电流密度下，循环2000次，平均的容量衰降速度仅为0.03%/次。

　　2、碳纤维

　　碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中含碳量高于99%的称为石墨纤维，碳纤维具有密度小、质量轻、强度（比钢大4-5倍）、弹性模量高等特性。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构，在沿纤维轴方向表现出很高的强度。

　　应用领域：

　　最新动态：目前已商品化的碳纤维（CF）产品最高强度为7 GPa，中国刚突破的研发水平为6.3Gpa；最新研发成功的超碳纤维（UCF）是日本东丽TORAYCA®的T2000，强度高达60GPa，相当于碳纤维理论值（180GPa）的1/3。

　　3、碳纳米管

　　碳纳米管是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米级，管子两端基上都封口）的一维量子材料，可看作是由片层结构的石墨卷成的无缝中空的纳米级同轴圆柱体，两端由富勒烯半球封成，碳纳米管被称为是21世纪最有前途的一维纳米材料。

　　应用领域：

　　最新动态：2017年1月20日，美国杂志刊登了北大彭练矛等人在碳纳米管电子学领域取得的世界级突破：首次制备出5纳米栅长高性能碳纳米管晶体管，并证明其性能超越同等尺寸硅基CMOS场效应晶体管，将晶体管性能推至理论极致。

　　4、石墨/石墨烯

　　石墨具有层状晶体结构，在晶体中碳原子之间以σ键连接在一起，在同一层上还有一个大π键。一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的形状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内3个碳原子联系很牢固。

　　石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。

　　应用领域：

　　最新动态：2017年2月21日，北京碳世纪科技有限公司发布中国首款石墨烯锂离子五号充电电池。与普通5号干电池、充电电池相比，该款电池优势明显，可循环使用3万次以上，能够在-45℃~60℃的环境下使用，这些性能都是普通电池所不能及的。最为重要的是，该款电池能够实现量产，产品发布也代表了正式投入市场。

　　5、金刚石

　　金刚石是最为坚硬的一种碳结构，碳原子以晶体结构的形式排列，每一个碳原子与另外4个碳原子紧密键合，最终形成了一种硬度大、活性差的固体。