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高品质石墨烯有望大规模生产

    石墨烯作为一种二维碳材料结构,拥有优异的电学、力学、热水、光电子等性能,是磁疗与物理领域研究的重点。可用于新能源、电子产品(如液晶显示材料)、复合材料、光电子以及半导体(如传感器)等。但是在制备过程中出现的瑕疵,会导致性能丧失无法进行大规模的生产。因此大规模的高品质电子级石墨烯制备对科学界与工业界提出巨大挑战


    目前全球制备石墨烯的技术包括有氧化还原法、碳化硅外延法、化学气相沉积法以及机械剥离法等。大多数情况下,科学家通过称为化学气相沉积的方法来合成高品质的石墨烯。

    近期,一项发表在美国《应用材料与界面》杂志上的突破性研究表明,石墨烯可通过卷对卷的方式以超薄薄膜的形式大量生产。报道称,按照这种生产方法,研究人员先将两个卷轴连接到穿过热炉的输送带上,然后采用被称作“化学气相沉积”的工艺制造石墨烯。

    他们对铜箔进行加热,然后加入碳和其他气体的组合。石墨烯是一种不可渗透的材料,即使是像氦这样小的原子也不能渗透。

    麻省理工学院副教授、制造实验室主任约翰·哈特说:“你永远无法通过小批量生产来制造足够多的石墨烯,而且商业上使用的薄膜必须面积大——有些大到需要将海报宽的薄片送入生产薄膜的热炉。”

    报道称,该团队能够在4小时内生产10米长的石墨烯。研究人员在制造过程中还采用不同的速度和不同比例的甲烷和氢气,以决定石墨烯的质量。

    哈特说:“现在我们已经证明,这个过程可以扩大规模,我们希望这能够提升人们对石墨烯薄膜技术的信心和兴趣,并提供商业化的途径。”

    专家认为,对石墨烯的利用可能会开辟新的可能性,甚至取代现有技术。英国曼彻斯特大学的科学家提出,石墨烯可使核能更环保、更廉价。他们在英国《自然·通讯》杂志发表研究报告称,石墨烯每年可将重水生产过程中释放的二氧化碳排放量减少100万吨。

发布时间:2018-4-28 浏览次数:324
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