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石墨烯生产再获突破

钜大LARGE  |  点击量:1251次  |  2018年06月15日  

石墨烯作为一种新型的碳纳米材料,具有极高的科研价值和应用潜力,属于我国行产业调整指导目录的鼓励类产品,属于战略性新兴产业新能源产业的关键材料。

多年来,石墨烯成了一个热门词语,引发了全世界的追捧浪潮。这种听上去平实无华的物质之所以一经发现便迅速被冠以“21世纪所发现的最神奇材料”,全赖其所具有的无与伦比的物理和化学特性——它是迄今为止所发现的最薄、最硬,也是电阻最低的一种“超级”纳米材料,多领域的广泛应用前景给石墨烯带来巨大的市场开发价值和商业价值,应用潜力难以估量。

最近,浙江大学高分子系实验室取得了这方面的一个重要突破,通过使用新型的铁系氧化剂取代传统氧化剂,实现了快速、低成本、无污染制备石墨烯的新技术,有望解决这种材料的大规模工业化生产难题。

“生产实验数据显示,用新方法在1个小时之内,就能做出这样的单层氧化石墨烯,未来有望在工业领域大规模应用。”在浙江大学高分子系一个装满了瓶瓶罐罐的实验室中,该系教授高超一边给记者展示一种类似咖啡粉的褐色粉末,一边向记者介绍说。

该成果避开现有石墨烯制备方法的诸多缺陷,突破了传统氧化石墨烯制备方法,找到了一条低成本制备单层石墨烯的“绿色”路线。

制造单层石墨烯仅仅用1小时

石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的“蜂窝状”薄片。20万片石墨烯加在一起,才相当于人类的一根头发丝粗细。此前碳的这种二维结构形式一直存在于科学家的猜想中,却一直难以实现,其中的关键性难题就是如何把石墨分层到极薄的薄片。

2004年,英国曼彻斯特大学的海姆和诺沃肖洛夫最终制成了厚度只有0.335纳米的石墨烯,这是世界上第一次得到单层石墨烯,两人也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。目前,由两人提出的胶带纸粘贴法演化而来的机械剥离法已成为实验室制备石墨烯的一种常用方法。然而,该方法局限性十分明显,制成的是不同层数的石墨烯混合物,难以大规模制备单层石墨烯。

新型手机或面世

石墨烯很薄,可以薄到只有一个碳原子的厚度,一毫米厚的石墨薄片中能够剥离出300万层石墨烯,这就给智能手机行业带来无限的遐想。

最近,由江苏灰山石科技股份有限公司研制开发的良℃石墨烯降温贴将在米图空间首发。

该公司主要从事以石墨和石墨烯为主的散热、防辐射新材料研发和生产,这款新型电子产品外贴膜具有降温、防辐射等功能。

公司相关负责人告诉笔者,石墨烯外贴膜超高的导热系数能使电子产品降温幅度达5℃-15℃,而超快的降温速度由点向面散热,迅速降低芯片温度,能延缓电池寿命。产品采用的超精细吸波金属网及全新纳米固态表面涂层技术,更能有效屏蔽97%的电磁波辐射,非常适合准妈妈和经常使用电子产品的人群。此外,贴膜的表面安全基层还能有效防爆,大大减少电池使用中的安全隐患。

特种需求高新技术材料

近年来,特种领域对石墨烯的需求已经逐渐表现出来,并已有不少特种企业开始研究并应用石墨烯材料。据了解,目前中国特种工业集团北方材料科学与工程研究院已经与宁波墨西公司进行石墨烯对接试用,在改性塑料等领域开展产业化应用;在青岛高新区,10多家石墨烯生产企业很多是从装备制造企业中转型而来,产品多用于特种产品防腐材料。

在石墨储量丰富的黑龙江省,发展石墨及其相关产业具有独特优势。此次中国石墨烯产业技术创新战略联盟特种应用委员会在黑龙江成立,并有取其资源优势。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春表示,“黑龙江的石墨资源是高品质的石墨,是比较好的制造石墨烯的原料,而且黑龙江具有非常好的特种产业基础,恰好能与石墨烯产业的发展结合起来。因此,将联盟的特种应用委员会设立在哈尔滨,将有利于推动石墨烯在特种领域的应用发展。”

石墨烯的用途非同小可,智能化时代大发展的今天,石墨烯的出现无疑将会让智能化更加智能。就在各领域技术升级的同时,我国石墨烯产业相关知识保护消息陆续发布。

在石墨烯领域,中国与发达国家基本同处起跑阶段。国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向部署了一批重大项目,取得了一批创新成果,国际影响力逐步提升。国家自然科学基金委也投入不菲,2007年至2012年石墨烯研究累计资助经费达3.3亿元。2012年,工业和信息化部把石墨烯列入《新材料产业“十二五”发展规划》。地方政府对石墨烯产业的兴趣也日益升温,宁波、常州、无锡、青岛、重庆等地纷纷设立石墨烯产业园区。中国石墨烯产业技术创新战略联盟于2013年成立,旨在推动石墨烯产业化。

第一部石墨烯方法国家标准已获立项

2月9日消息,从常州市科技局获悉,国家薄层石墨材料标准工作组日前落户常州,薄层石墨材料工作组是国家批准的开展石墨烯国家标准、行业标准制修订工作机构。

由江南石墨烯研究院主导起草的第一部石墨烯方法国家标准《石墨烯层数测定扫描探针显微镜法》(草案)已获国标委立项。该标准的制定有利于引导石墨烯产业的健康发展,对促进新材料的技术交流、贸易和推广应用具有重要意义。

山东省成立石墨烯产业知识产权保护联盟

日前,山东省石墨烯产业知识产权保护联盟成立大会暨第一届理事会会议在济宁举行,会上通过了石墨烯产业知识产权保护联盟章程,选举产生了联盟第一届理事会。这标志着全国首家石墨烯产业知识产权保护联盟的正式成立。

据悉,石墨烯作为一种新型的碳纳米材料,具有极高的科研价值和应用潜力,属于我国行产业调整指导目录的鼓励类产品,属于战略性新兴产业新能源汽车的关键材料。石墨烯产业知识产权保护联盟的成立,将致力于发挥联盟优势,构建成员单位及相关组织与政府之间的桥梁,及时反映相关的知识产权需求;鼓励和支持联盟成员积极从事石墨烯领域相关产品及服务的研究开发,提升行业竞争力;在联盟成员受到侵权诉讼或被侵权时,积极帮助维权。

石墨烯发现十余年来,目前,众多领域迫切使用石墨烯研发新的产品,并加速科技的不断发展,无论是科技界还是企业界都对其寄予厚望。但是,石墨烯建设还处于高端化,未来发展可观,现在还不合时宜。科学家们也承认,石墨烯时代还需要等待。

文章链接:中国智能制造网https://www.gkzhan.com/news/Detail/53331.html

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