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石墨烯润滑油的基本特性具有的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接，结合方式为sp2杂化，这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石。在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的p电子，这些p电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光区，四层石墨烯的透过率与传统的ito薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯的透过率远远高于ito薄膜。石墨烯是已知的世上薄、坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，,只吸收2.3%的光；导热系数高达5300w/m·k，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/v·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
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