石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點:碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp鍵，即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似)，因而具有優良的導電和光學性能。石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。室溫下對雙柵極雙層石墨烯場效應晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調整。施加磁場，石墨烯納米帶的光學響應可調諧至太赫茲范圍。常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。開發石墨烯防腐涂料

目前第六元素全資子公司常州第六元素半導體有限公司已與客戶成功開發石墨烯超級銅復合材料（“超級銅”），“超級銅”利用CVD沉積技術制備而成，石墨烯超級銅導電率高于銀10%，如成功應用于電機，若按10%替換，則每年節約用電，相當于葛洲壩電站近2個月的發電量，節約電費約20億元。近日，中國中車高電導率銅基復合材料“超級銅”登上央視《焦點訪談》節目。據中國中車介紹，“超級銅”由中車研究院與上海交通大學張荻團隊聯合研發，是一種高電導率銅基復合材料。“超級銅”利用石墨烯較好的導電性和力學性能與銅材料片堆疊制成，實現了石墨烯和銅的優勢互補。經過實驗驗證，超級銅的導電性能超過銀10%，如果全國10%的電機用上這種“超級銅”材料，那么一年可以節省出180多億度電。180億度電相當于節省出一個葛洲壩電站（2022年葛洲壩電站完成發電量）。目前，“超級銅”已完成中試驗證，驗證了超級銅的量產可行性，并實現了小批量生產，接下來將加快批量化制造進程。開發石墨烯防腐涂料石墨烯粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。

第六元素研發的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國內實現了產業化應用，于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”，達到“世界先進水平”。該技術目前已在國信、華潤、龍源等海上風電塔筒，“京廣線”隴海鐵路橋梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進行了試驗性涂裝。產品主要應用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產業化關鍵技術與工程應用”項目獲得2022年度江蘇省科學技術三等獎。在第23個世界知識產權日到來之際，常州第六元素材料科技股份有限公司發明專利《ZL高固含量的石墨烯復合干粉及制備方法、環氧富鋅涂料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎。

石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結構晶體，電子可以自由移動，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時，利用表面含氧官能團等優勢提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環穩定性；作為電池負極材料時，獨特納米片層結構可以構建有效“點—面”導電網絡，提供存儲空間，提高比容量并進一步實現快速充電放電；作為導電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統導電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度，提升導電劑的導電、放電性能，改善循環。石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結構晶體，電子可以自由移動，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時，利用表面含氧官能團等優勢提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環穩定性；作為電池負極材料時，獨特納米片層結構可以構建有效“點—面”導電網絡，提供存儲空間，提高比容量并進一步實現快速充電放電；作為導電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統導電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度。石墨烯具有良好的導熱性能，單層石墨烯高達5300 W/m?K。

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時溶劑可以插入石墨層間，進行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構，可以制備高質量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產率比較高(大約為8%)，電導率為6500S/m。研究發現高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質量的石墨烯，整個液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學、多功能復合材料等領域的應用提供了廣闊的應用前景。缺點是產率很低。超級銅具有優異的高頻性能，強磁場下交流（頻率約1MHz）等效電阻，相比純銅低20%以上。制備石墨烯納米材料

氧化石墨烯易于接枝改性，可與復合材料進行原位復合。開發石墨烯防腐涂料

石墨烯材料的物理特性優異，還具備很高的強度和韌性，在航空航天電子設備上可以得到運用，石墨烯還具有可以吸收雷達波的特點，應用在隱形戰機上會起到很高的提升效果。石墨烯材料在太赫茲雷達中起著十分重要的作用，而太赫茲雷達可以發現隱身戰機的身影。大家都知道，美國作為世界***強國，在隱身戰機領域的發展處于前列，而隱身戰機比較大的特點就是隱身性能十分***，但是在太赫茲雷達面前，這些***的隱身戰機都會黯然失色，即便是美國*****的F-35戰機，都可能會受到威脅。我國在石墨烯材料方面獲得的重大突破，讓美國羨慕不已也十分警惕只有自身強大，才不會讓自己的國家處于被動。這個重大好消息將會在今年被全面推廣應用，成為2020年里我們中國一大科技成就。開發石墨烯防腐涂料