這種石墨烯體材質完整地復制了泡沫金屬的構造,石墨烯以無縫連接的方法組成一個全連接的總體,兼具出色的電荷傳導能力、850平方米/克的比表面積、%的孔隙率以及5毫克/立方厘米的極低密度。負責該項目的**告知新聞記者,這種方式可控性好,容易放大,通過變動工藝條件可以調控石墨烯的平均層數、石墨烯網絡的比表面積、密度和導電性,并且使用基體卷曲的方式他們可制備出170毫米×220毫米及更大面積的石墨烯泡沫材質?;谑┡菽c眾不同的三維網絡構造,中科院金屬所還使用原位聚合的方式制備出石墨烯泡沫/硅橡膠復合材料,在石墨烯添加量*為%的條件下,復合材料的電導率可達10西門子/厘米,比基于化學氧化剝離法制備的相同添加量的石墨烯復合材料的電導率提高了6個數量級,也大于碳納米管復合材料的電導率。而且這種復合材料有著很好的柔韌性和穩定性,在彎折和拉伸等條件下*有很小的電阻變化,在應力獲釋后可很快回復其原有形貌和電阻值,是一種完美的彈性導體材質,這一性能使其在柔性顯示器、可穿戴式移動通訊裝置和人造肌膚等柔性電子方面兼具空曠的應用前途。在采訪終結時**強調,以多孔金屬作為生長基體是石墨烯化學氣相沉積法發育的一條新思路。可用于注射和擠出成型制件,尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運輸等領域的管材制件。重慶石墨烯項目
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?;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等發現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勢,取長補短,解決石墨烯的難溶解性和不穩定性的問題,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。特種石墨烯研發應用于鋰電正負極材料,還可以應用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。
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定地工作。石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,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。研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10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,因而具有優良的導電和光學性能。
氧化-還原法制備成本低廉且容易實現,成為制備石墨烯的比較好方法,而且可以制備穩定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯不易分散的問題。氧化-還原法是指將天然石墨與強酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨(GO),經過超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨),加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團,如羧基、環氧基和羥基,得到石墨烯。氧化-還原法被提出后,以其簡單易行的工藝成為實驗室制備石墨烯的**簡便的方法,得到廣大石墨烯研究者的青睞。Ruoff等發現通過加入化學物質例如二甲肼、對苯二酚、硼氫化鈉(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基團,就能得到石墨烯。氧化-還原法可以制備穩定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯難以分散在溶劑中的問題。氧化-還原法的缺點是宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷,例如,五元環、七元環等拓撲缺陷或存在-OH基團的結構缺陷,這些將導致石墨烯部分電學性能的損失,使石墨烯的應用受到限制。玻纖增強復合材料顏色、性能可根據客戶需求定制。
石墨烯納米帶(GrapheneNanoribbons,GNRs)具有帶隙精確可調的特性,以及在光學、電學、磁學方面表現出的優異性質,使其在晶體管、量子器件等應用中具有廣闊前景。其中,石墨烯納米帶異質結(GNRHeterojunctions)通過將不同拓撲結構的GNRs相結合,從而可以實現對其帶隙和局部性質的進一步調控。此外,石墨烯納米帶異質結還能夠在異質界面上構建獨特性質的拓撲電子相,這為其在未來的量子器件應用領域提供了巨大潛力。然而,由于缺乏高效可行的合成策略,精細且可控的合成石墨烯納米帶異質結仍然是石墨烯納米帶研究領域所面臨的巨大挑戰之一。近日,德累斯頓工業大學、馬普微結構物理研究所的馮新亮/馬驥團隊利用一種新型的鏈增長聚合策略,通過可控的鈴木催化劑轉移聚合(SCTP)和隨后的肖爾反應,成功合成了一種同時具有N=9扶手椅型(Armchair)邊緣和人字形(Chevron)的GNR異質結(9-AGNR/cGNR)。石墨烯環氧樹脂純度高、電性能優異且硬度和柔韌性佳。中國臺灣石墨烯導電劑
常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。重慶石墨烯項目
科學家們逐漸發現碳素材料在硬度、光學特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學藥品特性、電絕緣性、導電性、表面與界面特性等方面比其它材料優異,可以說碳材料幾乎包括了地球上所有物質所具有的特性,如**硬-**軟,絕緣體-半導體-良導體,絕熱-良導熱,全吸光-全透光等,因此具有***的用途。碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無縫、中空的管體,一般可分為單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管。根據尺寸大小將碳球分為:(1)富勒烯族系Cn和洋蔥碳(具有封閉的石墨層結構,直徑在2-20nm之間),如C60,C70等;(2)未完全石墨化的納米碳球,直徑在50nm一1μm之間;(3)碳微珠,直徑在11μm以上。另外,根據碳球的結構形貌可分為空心碳球、實心硬碳球、多孔碳球、核殼結構碳球和膠狀碳球等。重慶石墨烯項目