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三維石墨烯與二維石墨烯相比于哪些優勢？

二維石墨烯多為層狀堆疊結構，大大降低了石墨烯與溶液的接觸面積，限制了石墨烯在電化學及傳感器方面的應用；三維石墨烯多為中空球狀結構，既保留了石墨烯自身優良的機械性能和導電導熱性能，又增加了與溶液的接觸面積，同事多孔結構有利于電極反應過程中離子的轉移，三維石墨烯在超級電容器及生物傳感器等電化學領域有很大發展前景

首先，關于（二維）石墨烯的基本概念及參數。
2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。由于石墨烯具有優異的力學性能、熱學性能，電學性能以及良好的延展性，使其在高性能電子器件、導熱、催化及能源領域有著巨大的潛在應用價值。

石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構, 它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。

除了 CVD 可以「穩定」制備單層石墨烯外，其他都可以視為制備了三維石墨烯。但單層石墨烯用途不大，怎么說呢? 第一，石墨烯的缺陷，比如出現空洞而形成內部的封閉邊界，邊界導致其結構不均衡﹔褶皺也是一種邊界形式，此時石墨烯局部從二維實際又成了三維結構了。第二，常溫常壓下，隨著完美尺寸增大存在理論限制，單層石墨烯無法形成完美的六角晶格。第三，單層石墨烯無法自行支撐，轉移到襯底上又產生缺陷。所以說，單層石墨烯必須在限制條件下取得。

針對不同應用技術該有不同的石墨烯組合。量子點及氧化石墨烯在某些應用領域還比單層石墨烯更適合呢。

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