中科院金屬研究所沈陽材質科學國家(聯(lián)合)實驗室科研人員運用化學氣相沉積法制備出石墨烯三維網絡構造材質,一舉攻陷石墨烯制備難題,將石墨烯制備帶入產量高、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**進展。為了揭露石墨烯這一隱秘材質的面紗,新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據介紹,石墨烯是一種新型碳材質,為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結構。石墨烯的導電性極好,在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導電薄膜、***和高導復合材料、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現(xiàn)出極大的應用潛力,成為全人類目前已知的強度**高的物質。它不*可以開發(fā)制造出薄如紙片的超輕型飛機材質、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,繁復的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用。高質量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構造的材質對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實現(xiàn)商業(yè)化應用具備極度關鍵的含義。據該所科研人員介紹,他們在石墨烯三維體材質的宏量制備和應用中使用泡沫金屬作為生長基體,運用化學氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網絡構造的泡沫狀石墨烯體材質。石墨烯導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
石墨烯的主要應用1、傳感器石墨烯可以做成化學傳感器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的,根據部分學者的研究可知,石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料,石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學上檢測多巴胺、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,由于石墨烯結構的高度穩(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速度超快這一特點,又使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率。湖南石墨烯售價石墨烯將會是21世紀重要,要優(yōu)先集中精力的新材料,市場應用前景不可估量。
溶劑熱法是指在特制的密閉反應器(高壓釜)中,采用有機溶劑作為反應介質,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中自身產生高壓而進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},同時也帶來了電導率很低的負面影響。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合制備出了高質量的石墨烯。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量石墨烯的特點越來越受科學家的關注。溶劑熱法和其他制備方法的結合將成為石墨烯制備的又一亮點。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、電化學法等。筆者在以上基礎上提出一種機械法制備納米石墨烯微片的新方法,并嘗試宏量生產石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢,取長補短,解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題,完善結構和電性能等是今后研究的熱點和難點,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構的新材料。具備低溫遠紅外功能,集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環(huán)境非常敏感,是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結構的高度穩(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。石墨烯具有質量輕、高化學穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點,使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內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: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,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)的蜂窩式層狀結構外,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)良的導電和光學性能。 利用氧化石墨烯制備的石墨烯導熱膜,導熱系數(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注,被喻為“黑金子”的石墨烯材質開始展示了其獨有的魅力漸漸實現(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。實質上,業(yè)內人士認為,未來石墨烯有也許在OLED產業(yè)上實現(xiàn)大規(guī)模應用。石墨烯享有高畫質、柔性超薄、高對比、低能耗等特性,它能制作硬度優(yōu)良、導電出色、柔性觸控、超級透明的出色觸控面板材質。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項關鍵突破。據傳媒報導,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)生化學反應,并當甲烷溶解到銅中時,其在表面上形成石墨烯原子。一旦該層充分形成,使整個設備降溫,強加保護性聚合物片,然后化學蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機電子學,電子束和等離子體技術FEP項目主任BeatriceBeyer博士說,“這是極嚴苛材質研究和集成的確實突破。雖然這不是個在其結構中用到石墨烯的柔性顯示屏,但它引入OLED技術,向全色屏幕和迅速響應時間邁出一大步。第六元素是一家專業(yè)研發(fā)生產石墨烯復合材料的企業(yè),歡迎聯(lián)系。多層石墨烯有哪些
石墨烯產品廣泛應用于電子器件、儲能材料、傳感器、半導體、航天、復合材料以及生物醫(yī)藥等領域。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構,可以制備高質量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產率比較高(大約為8%),電導率為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、多功能復合材料等領域的應用提供了廣闊的應用前景。缺點是產率很低。云南石墨烯銷售廠
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