本书对石墨烯进行了比较全面的介绍，包括它的发现过程、基本性质、应用领域、制备方法、检测方法、发展前景等。本书是面向大众的科普读物，内容兼具科学性和趣味性。通过阅读本书，读者一方面能够了解石墨烯的专业知识，另一方面，也是更重要的，是让读者了解和体会科学家对自然界的好奇心、对工作的严谨态度以及他们的创新意识。
本书适宜中学生、大学生等青年读者阅读。
由伟，清华大学材料专业博士毕业，从事材料科学领域的教学、科研、科普等工作。已取得10项发明专利和2项实用新型专利，发表50余篇学术论文，获得中国煤炭工业协会专利奖、河北省煤炭工业协会科技进步奖等奖励，出版了《珠宝鉴定》《琥珀鉴定一本通》等著作。
第一章有趣的发现1
第一节石墨烯是什么1
第二节石墨烯的发现过程3
第三节一石激起千层浪5
第二章显赫的家族Ⅰ——石墨8
第一节碳材料家族8
第二节石墨的性质9
第三节石墨的应用11
第四节石墨的生产23
第五节膨胀石墨25
第三章显赫的家族Ⅱ——金刚石、富勒烯、碳纳米管29
第一节金刚石29
第二节踢足球引出的诺贝尔奖——富勒烯37
第三节碳纳米管44
第四章天生异相——石墨烯的结构49
第一节石墨烯之美49
第二节神奇的六边形51
第三节“碳”网恢恢——石墨烯的尺寸54
第四节石墨烯的种类55
第五节石墨烯的真面目56
第五章打开“未来之门”的钥匙——石墨烯的性质62
第一节比表面积62
第二节力学性质64
第三节电性质66
第四节热性质69
第五节光学性质71
第六节磁性质72
第七节化学性质75
第六章大显身手——石墨烯在电子领域里的应用77
第一节让网速更快77
第二节更快、更轻、更便宜的石墨烯电脑80
第三节石墨烯手机87
第四节其它89
第七章大显身手——石墨烯在能源领域里的应用93
第一节石墨烯电线和电缆93
第二节石墨烯超导体93
第三节石墨烯锂离子电池101
第四节石墨烯太阳能电池107
第五节石墨烯超级电容器115
第八章大显身手——明察秋毫的石墨烯传感器128
第一节电子感官——传感器128
第二节石墨烯光电传感器132
第三节石墨烯“警犬”——高灵敏化学传感器141
第四节其它传感器146
第九章大显身手——石墨烯在力学、化学、医学等领域的应用151
第一节石墨烯“软猬甲”151
第二节石墨烯的热性质的应用159
第三节石墨烯的化学性质的应用165
第四节石墨烯在医疗领域的应用172
第十章巧夺天工——石墨烯的制造方法176
第一节微机械剥离法176
第二节外延生长法180
第三节化学气相沉积法182
第四节氧化-还原法187
第五节其它方法191
第六节石墨烯的转移197
第七节发展趋势199
第十一章火眼金睛——石墨烯的检测Ⅰ——化学成分分析201
第一节能谱仪和波谱仪201
第二节X射线光电子能谱（XPS）205
第三节X射线荧光光谱（XRF）208
第四节红外光谱210
第五节拉曼光谱214
第十二章火眼金睛——石墨烯的检测Ⅱ——微观结构测试221
第一节X射线的发现221
第二节X射线的性质223
第三节X射线的应用225
第四节X射线衍射技术（XRD）230
第五节电子衍射231
第十三章石墨烯的改性和功能化233
第一节改性和功能化的作用233
第二节共价键结合改性235
第三节非共价键结合改性237
第四节原子掺杂改性240
第五节纳米微粒改性241
第六节缺陷改性242
第十四章氧化石墨烯245
第一节化学组成和结构245
第二节氧化石墨烯的性质246
第三节氧化石墨烯的制备方法248
第四节氧化石墨烯制品的制备249
第五节氧化石墨烯复合材料251
第六节氧化石墨烯的应用253
第七节未来的发展趋势255
第十五章石墨烯复合材料257
第一节复合材料257
第二节石墨烯复合材料类型259
第三节石墨烯-聚合物复合材料259
第四节石墨烯-金属复合材料263
第五节石墨烯-纳米微粒复合材料265
第六节石墨烯-碳基材料复合材料266
第七节发展前景267
第十六章石墨烯的产业化——挑战与机遇269
第一节广阔的前景——3D市场269
第二节国家竞赛271
第三节问题与挑战276
第十七章意义和启示279
第一节令人期待的“下一个”279
第二节科学家的故事和启示281
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