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石墨烯

石墨烯是一种由碳原子组成的二维碳纳米材料。新能源电池是石墨烯最早商用的一大重要领域。我国科学家研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。

2018年平昌冬奥会闭幕式上，现场气温低至－3 ℃，舞台上演员衣服轻薄，脚踩轮滑鞋，动作舒展流畅，演员身着超薄保暖服采用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜，上场前对服饰内的电池进行充电，确保了演员穿着舒适和保暖要求。

(1)电动车“超强电池”充电时间极短，利用了氮掺杂有序介孔石墨烯极佳的____________特性；

(2)舞蹈演员穿着轮滑鞋表演可以________与表演场地之间的摩擦；保暖服通电发热的过程是将________能转化为内能。

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（二）阅读《石墨烯——改变世界的神奇新材料》回答问题．

石墨烯——改变世界的神奇新材料

石墨烯（）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体．年，英国曼彻斯顿大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得年诺贝尔物理学奖．

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高倍．同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的．它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积平方米的石墨烯做成吊床，其本身重量不足毫克，但可以承受一只重量为一千克的猫．石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机．用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍．另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收的光．另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子（氦原子）也无法穿透．这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板．

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变世纪”．极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命．

中国电信在广州举办的天翼智能终端交易博览会上，罗马仕展出了一款石墨烯充电宝，分钟可充满，号称要“开辟能源存储新纪元”．

阅读上述材料后，将下面题目填充完整．

（）这种新材料属于__________（填“导体”或“绝缘体”）．

（）石墨烯应用于超级计算机的研发，是因为__________．

（）若一台手机待机时的工作电流大约是，则的电能可供这台手机的待机时间为__________．

（）石墨烯几乎是完全透明的，只吸收的光，所以不能用做太阳能电池板的材料．__________（填“√”或“×”）

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石墨烯——改变世界的神奇新材料

一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家海姆和诺沃肖洛夫赢得2010年度诺贝尔物理学奖.这种全新材料名为“石墨烯”.

石墨烯不仅“最簿、最强”，作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好.利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池.如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此其应用前景十分广阔.

（1）这种新材料属于＿＿＿＿（填“导体”或“绝缘体”）.

（2）石墨烯应用于超级计算机的研发，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.

（3）石墨烯的应用领域十分广泛，请你从材料中找出两例＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.

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石墨烯——改变世界的神奇新材料

一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”，

石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应用前景十分广阔．

(1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的________（填选项前的字母）；

A．透光性好    B．硬度大    C．导热性好    D．导电性强

(2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为________；

(3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最有价值且可探究的问题是________（填选项前的字母）．

A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？”

B．“如何提取石墨烯这种物质？”

C．“石墨烯在生活中有什么用处？”

D．“石墨烯为什么很薄？”

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石墨烯——改变世界的神奇新材料

一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”，

石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应用前景十分广阔．

(1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的________（填选项前的字母）；(2分)

A．透光性好    B．硬度大    C．导热性好    D．导电性强

(2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为________；(1分)

(3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最有价值且可探究的问题是________（填选项前的字母）．(2分)

A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？”

B．“如何提取石墨烯这种物质？”

C．“石墨烯在生活中有什么用处？”

D．“石墨烯为什么很薄？”

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石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。如图所示，利用石墨烯制成的只有一个碳原子厚度，约为0.335nm的二维碳膜，是目前最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。该二维碳膜的厚度为____m，按照导电性能划分，它属于_____（选填“导体”或“绝缘体”）。

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石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。如图所示，利用石墨烯制成的只有一个碳原子厚度，约为0.335nm的二维碳膜，是目前最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。该二维碳膜的厚度为____m，按照导电性能划分，它属于_____（选填“导体”或“绝缘体”）。

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电动汽车

2018中国国际节能与新能源汽车展览会在南京开幕。多个品牌电动汽车连续行驶可达四百多公里，百公里耗电大概在10度到30度之间。以往充电问题阻碍着电动汽车的发展，现阶段石墨烯（是从石墨中分离出的单层的石墨片）技术的应用有效地提高了电池效率。大力发展电动汽车有利于保护环境和节约能源，中国将计划在2025年前全面停止销售传统意义的燃油汽车。

（1）若某电动汽车百公里耗电18.4度，相当于燃烧__________kg的汽油（q汽油=4.6×107J/kg）。

（2）电动汽车的优势有________________________________________。

（3）石墨烯属于____________（选填“混合物”或“纯净物”）。

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2018年，《自然》杂志刊发了两篇以曹原为第一作者的有关石墨烯的重磅论文，曹原发现当两层石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。

简单来讲，石墨烯是由一层碳原子构成的石墨薄片，是一种二维晶体。它是目前世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。石墨烯只有一个原子那么厚，约0.3nm，机械强度却比世界上最好的钢铁还要强200倍。石墨烯导电能力极强，石墨烯的电子运行速度能达到1000km/s，远远超过电子在一般导体中的运动速度。石墨烯的这项特性，决定了石墨烯跟电池是天生的绝配，在电能储存领域，石墨烯是耀眼的“明星”。2016年的一场交易博览会上，一款石墨烯充电宝吸引了不少人的眼球，只需10分钟就可充满6000mAh的电量。我们可以大胆设想，未来有一天，电动汽车广泛使用石墨烯电池，只需几分钟就能把电充满，比去加油站加油还方便，那多带感！石墨烯不仅导电能力强，而且其导热性也超过现有一切已知物质。优异的导热性可以满足LED照明、计算机、卫星电路、手持终端等大功率高集成系统的散热需求。可见，石墨烯的应用前景十分广阔。

（1）本文没有提到石墨烯的下列哪个优点：________（填序号）

A.导电性好　　 B.导热性好　　 C..机械强度大　　 D.透光性好

（2）LED灯中的发光二极管主要是由____材料制成的。（选填“导体”或“半导体”）

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