中科院金屬研究所沈陽材質(zhì)科學(xué)國家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室科研人員運(yùn)用化學(xué)氣相沉積法制備出石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造材質(zhì),,一舉攻陷石墨烯制備難題,,將石墨烯制備帶入產(chǎn)量高,、生長面積大的新時代,。這一突破不久前入選了2011年度中國科學(xué)**進(jìn)展,。為了揭露石墨烯這一隱秘材質(zhì)的面紗,,新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員,。據(jù)介紹,,石墨烯是一種新型碳材質(zhì),,為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯的導(dǎo)電性極好,,在射頻晶體管,、超靈敏傳感器、柔性透明導(dǎo)電薄膜,、***和高導(dǎo)復(fù)合材料,、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力,成為全人類目前已知的強(qiáng)度**高的物質(zhì),。它不*可以開發(fā)制造出薄如紙片的超輕型飛機(jī)材質(zhì),、超韌性的防彈衣,甚至還能為將來制造“太空電梯”纜線敞開期望之門,。但是,,繁復(fù)的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用,。高質(zhì)量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構(gòu)造的材質(zhì)對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用具備極度關(guān)鍵的含義,。據(jù)該所科研人員介紹,,他們在石墨烯三維體材質(zhì)的宏量制備和應(yīng)用中使用泡沫金屬作為生長基體,運(yùn)用化學(xué)氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的泡沫狀石墨烯體材質(zhì),。石墨烯導(dǎo)電與電池活性材料共混后,,能夠有效降低極片電阻率和提高電池的循環(huán)性能。云南石墨烯銷售廠
石墨烯的主要應(yīng)用1,、傳感器石墨烯可以做成化學(xué)傳感器,,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,根據(jù)部分學(xué)者的研究可知,,石墨烯化學(xué)探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬,。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料,,石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上檢測多巴胺,、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2,、晶體管石墨烯可以用來制作晶體管,,由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性,這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作,。相比之下,,目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性;石墨烯中電子對外場的反應(yīng)速度超快這一特點(diǎn),,又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率,。湖南石墨烯售價石墨烯將會是21世紀(jì)重要,要優(yōu)先集中精力的新材料,,市場應(yīng)用前景不可估量,。
溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中,采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì),,通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),,在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?;苽涫┑膯栴},,同時也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來的不足,,研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯,。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來越受科學(xué)家的關(guān)注,。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn),。石墨烯的制備方法還有高溫還原,、光照還原、外延晶體生長法,、微波法,、電弧法、電化學(xué)法等,。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法,,并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢,,取長補(bǔ)短,,解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題,完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),,也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路,。
石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。具備低溫遠(yuǎn)紅外功能,,集***抑菌,、抗紫外線。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其對周圍的環(huán)境非常敏感,,是電化學(xué)生物傳感器的理想材料,。由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性,石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然能穩(wěn)定地工作,。石墨烯具有質(zhì)量輕,、高化學(xué)穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點(diǎn),使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者,。石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵,,并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp2鍵,,即每個碳原子都貢獻(xiàn)一個位于pz軌道上的未成鍵電子,,近鄰者鄭原子的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(tài),。研究證實(shí),石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3,,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×10-10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(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)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,,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。 利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜,,導(dǎo)熱系數(shù)高,。
去年12月,,華為曾推出的石墨烯基鋰離子電池引起了巨大的關(guān)注,被喻為“黑金子”的石墨烯材質(zhì)開始展示了其獨(dú)有的魅力漸漸實(shí)現(xiàn)商用,。而石墨烯能干的不僅如此,,現(xiàn)在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實(shí)質(zhì)上,,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,,未來石墨烯有也許在OLED產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。石墨烯享有高畫質(zhì),、柔性超薄,、高對比、低能耗等特性,,它能制作硬度優(yōu)良,、導(dǎo)電出色、柔性觸控,、超級透明的出色觸控面板材質(zhì),。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項(xiàng)關(guān)鍵突破。據(jù)傳媒報導(dǎo),,黏附到OLED的電極大小約為2cmx1cm(1/2英寸x1/4英寸),,它采用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝制造,其中甲烷和氫氣被泵入真空室中,,銅板被加熱到800℃(1,472°F),。這兩種氣體時有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并當(dāng)甲烷溶解到銅中時,,其在表面上形成石墨烯原子,。一旦該層充分形成,使整個設(shè)備降溫,,強(qiáng)加保護(hù)性聚合物片,,然后化學(xué)蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機(jī)電子學(xué),,電子束和等離子體技術(shù)FEP項(xiàng)目主任BeatriceBeyer博士說,,“這是極嚴(yán)苛材質(zhì)研究和集成的確實(shí)突破。雖然這不是個在其結(jié)構(gòu)中用到石墨烯的柔性顯示屏,,但它引入OLED技術(shù),,向全色屏幕和迅速響應(yīng)時間邁出一大步。第六元素是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)石墨烯復(fù)合材料的企業(yè),,歡迎聯(lián)系,。多層石墨烯有哪些
石墨烯產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子器件、儲能材料,、傳感器,、半導(dǎo)體,、航天、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,。云南石墨烯銷售廠
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(jìn)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(jié)構(gòu),,可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%),,電導(dǎo)率為6500S/m,。研究發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(xué),、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景,。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。云南石墨烯銷售廠
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