我國掌握製備(bèi)大尺寸高質量石墨(mò)烯技術
我國掌握製備大(dà)尺寸高質量石墨烯技術
日前,中航(háng)工業(yè)北京航空材料研究院成功突破製備大尺寸、高質量石墨烯薄膜的技術難題,掌握(wò)了襯底材料表麵晶粒定向受控生長和化學氣相沉積(CVD)反(fǎn)應氣體分壓配(pèi)比(bǐ)等關鍵專利技術,在銅箔表麵製備出超過12英寸的石墨烯薄膜,更大尺寸的石墨烯薄膜製備技術也已突破,近期將批量生產。
據悉,中航工業航材院投資數千萬元,通過集智(zhì)攻關,實現了大尺寸(cùn)、高質量(liàng)石墨烯(xī)薄膜的批量化生產,石墨(mò)烯(xī)薄膜產能每天可達數百片,在大尺寸、高質量石墨烯製備方麵已處於國內領先地位。
石(shí)墨烯是由(yóu)碳原子構成(chéng)的單層片(piàn)狀結構新材料,厚度僅(jǐn)為一個(gè)碳原子,是目前已知(zhī)的世界上最薄的(de)材(cái)料,也(yě)是有史以來被證實的最堅硬的材料,其強度是鋼的100多倍。同時石墨烯也是已知材料中電子傳(chuán)導速率最快的材料,石墨烯還具有(yǒu)97.7%的透光(guāng)率,並且具有優良的熱導率。2010年,英國曼切斯特大(dà)學(xué)科學家因在石墨烯(xī)方麵的開創性實驗獲得了諾(nuò)貝爾(ěr)物理學獎。
由於諸多獨特而卓越的性質,石墨烯在電子器件、航空航天、生物(wù)醫學、觸摸麵板、高性(xìng)能(néng)儲能器件等(děng)多方麵具備巨大的潛在市場和應用前景。“薄得像紙一樣的透明手機”、“一分鍾充完電的電池”、“能拎起兩頓(dùn)重物的手提袋”、“像襯衣一樣的防(fáng)彈衣”,這(zhè)些科幻片裏才能出現的物品都可以(yǐ)通過石墨烯的運用來實現。石墨烯具有顆(kē)粒狀和(hé)薄膜狀兩(liǎng)種產品形態,可(kě)用(yòng)氧化還(hái)原(yuán)法製(zhì)備石墨烯(xī)顆粒,能實(shí)現批量生產,但製備周(zhōu)期(qī)長、產品缺陷多,也(yě)可(kě)用機械剝離法製備石墨烯薄膜,但製備的薄膜麵(miàn)積小、產(chǎn)量低。由於製備困難,目(mù)前石墨烯比(bǐ)黃金還貴15至20倍。
中航工業航材院突破了傳統的(de)石墨烯製(zhì)備方法,創(chuàng)新性地使用(yòng)化學氣相(xiàng)沉積(CVD)方法來製備(bèi)石墨烯薄膜,克服了用管式爐製備膜狀石墨烯出現的性能不穩、產量低等(děng)問題,實現了大尺寸、高質量石墨烯薄膜(mó)的規模化生產,大大降低了石墨烯的(de)生產(chǎn)成(chéng)本,使得石墨烯的(de)大量應用成為可能。中航(háng)工業(yè)航材院院長(zhǎng)戴聖龍表示,隨著大尺寸高質量石墨烯的製備進入“膜時代”,石墨烯將給未來(lái)科技帶來革命性的變革。