1981 年，德国萨尔兰大学的格莱特（Gleiter）首次提出纳米材料的概念。

1982 年，G·宾尼格和 H·洛勒两名科学家在 IBM 公司的苏黎世研究所发明了扫描隧道显 微镜(STM)。STM 能观察单个原子，确定材料表面上的原子或分子的分布。

1990 年，科学家使用 STM 对原子进行机械操作，实现了费曼的预言。当年 7 月份，第一 节国际纳米科学技术会议召开，宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支，而在新产品中 采用纳米材料的制作工艺技术被称为纳米技术。[4]

现在，纳米技术已经是科学前沿的一项综合性科学技术，其理论也渐渐成熟，同时研究 出的新材料在人类的生活中也起到了重要作用。其应用主要有：[5]

1）化工催化材料

2）陶瓷材料增韧改性

3）纳米雷达波吸收剂

4）纳米结构软磁材料

5）纳米涂层和刀具材料

6）复合纳米材料 未来的纳米材料由于其特有特性，将在各领域发挥着不同的作用。例如新能源领域、纳

米医学生物学领域、纳米电子学领域等等。[6]

1。2 石墨烯

石墨烯是一种二维纳米材料，于 2004 年由英国曼彻斯大学的物理学家安德烈·盖姆和康 斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带从石墨上成功剥离。证明了单层材料制备的可能性。

1。2。1 优异的性质

本科毕业设计 第 3 页 石墨烯拥有良好的导电性，电子在其中的运动速度达到了光速的 1/300，远超一般导体 中电子的运动速度，这让石墨烯电子的性质更接近于相对论的中微子，也就是其电子（或者

说载流子）符合量子电动力学特性。 量子电动力学的计算预言：石墨烯中的电子能完全穿过加在其上的势垒，也就是石墨烯

具有超强导电性。然而以下实验证明确实如此：在一片石墨烯上施加电压，相当于创造势垒， 然后测量石墨烯的电导率。按照传统的理论解释，其电导率会随着电压增大而降低。然而事 实是电导率不会随着电压变化有任何改变。文献综述

它还被证实为世界上强度最高的物质。美国哥伦比亚大学的两名华裔科学家李成古和魏 小丁对石墨烯进行了强度测试，证实了石墨烯比钻石坚硬，同时强度能比世界上最好的钢铁 高 100 倍。

美国机械工程师杰弗雷·萨基教授作了个形象的比喻：保鲜膜一样厚石墨烯薄膜,需要有 大象站在铅笔上面才能把它戳穿。

石墨烯还具有非常独特的光学性能。实验观测结果表明[7]，不同层数的石墨烯在光学显微 镜下会显示出不同的颜色和对比度，可以用来快速分辨石墨烯的层数。单层石墨可以透过 97。7% 的可见光，仅吸收 2。3%[8]。此外,在近红外光谱区，在强光的辐照下，由于其宽波段吸收和零 能隙的特点，石墨烯表现出非线性光学行为，其对光的吸收会达到饱和 (“饱和吸收”)。

二维蜂窝状晶体结构的石墨烯具有优良的面内力学性能。对石墨烯晶体的力学测量结果 表明[9-10]，其抗拉强度和弹性模量可以达到 125GPa 和 1。1 TPa，在二维平面上的强度极限为 42 N/m2。石墨烯具有极高的弹性常数和平均自由程，目前实验上测量的单层石墨烯的热导率

可以达到 5。5×103 W/(m•K)，并且多层石墨烯的热导率会随着层数的增加有所降低[11-12]。此 外，石墨烯中的缺陷和边缘的无序性等都会降低其热导率[13-15]。

1。2。2  石墨烯的发展

石墨烯概念最早于 1947 年由 P。 R。 Wallace 在论文《The band theory of graphite》 中提出。于 2014 年被成功从石墨中分离。