石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp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sp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(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學性能。石墨烯具有非常良好的光學特性,在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%,看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內,厚度每增加一層,吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性,且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。室溫下對雙柵極雙層石墨烯場效應晶體管施加電壓,石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調整。施加磁場,石墨烯納米帶的光學響應可調諧至太赫茲范圍。石墨烯比導電炭黑更低的滲流閾值和更穩定的導電性,用量低,高效。天津石墨烯銷售廠
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。溶劑熱法解決了規模化制備石墨烯的問題,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。新型石墨烯涂料玻纖增強復合材料顏色、性能可根據客戶需求定制。
目前第六元素全資子公司常州第六元素半導體有限公司已與客戶成功開發石墨烯超級銅復合材料(“超級銅”),“超級銅”利用CVD沉積技術制備而成,石墨烯超級銅導電率高于銀10%,如成功應用于電機,若按10%替換,則每年節約用電,相當于葛洲壩電站近2個月的發電量,節約電費約20億元。近日,中國中車高電導率銅基復合材料“超級銅”登上央視《焦點訪談》節目。據中國中車介紹,“超級銅”由中車研究院與上海交通大學張荻團隊聯合研發,是一種高電導率銅基復合材料。“超級銅”利用石墨烯較好的導電性和力學性能與銅材料片堆疊制成,實現了石墨烯和銅的優勢互補。經過實驗驗證,超級銅的導電性能超過銀10%,如果全國10%的電機用上這種“超級銅”材料,那么一年可以節省出180多億度電。180億度電相當于節省出一個葛洲壩電站(2022年葛洲壩電站完成發電量)。目前,“超級銅”已完成中試驗證,驗證了超級銅的量產可行性,并實現了小批量生產,接下來將加快批量化制造進程。
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,所以又叫做單原子層石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)。由于其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性,在物理學、材料學、電子信息、計算機、航空航天等領域都得到了長足的發展。 石墨烯是已知強度非常高的材料之一,同時還具有很好的韌性。
第六元素與江蘇海力風電設備科技有限公司、江蘇道森新材料有限公司簽訂《石墨烯防腐涂料戰略合作框架協議》。根據協議,三方將借力海力風電這一平臺,共同研發以石墨烯為主體的烯鋅型風電設備防護涂料。海力風電總經理沙德權表示,三方研發的新型涂料的防腐效果是傳統防腐涂料的4倍以上。這一合作將逐漸改變現有國內防護涂料產品層次低、創新力不足的劣勢,填補國內外將石墨烯運用在風電防護涂料的技術空白,打破國外產品壟斷局面,推動我國風電產業設施涂料的國產化進程。同時,三方將以此為契機,進一步研究和推廣石墨烯在風力發電葉片強度復合材料中的應用。此外,第六元素還與四川大學高分子材料工程國家重點實驗室簽訂戰略合作協議,雙方將主要針對石墨烯改性高分子材料的耐老化性進行系統研究。該合作是石墨烯應用領域的一大拓展,也是高分子材料研究領域的重大課題。海通證券分析認為,從國內已知的上市公司投資額看,石墨烯產業鏈鋪設需要上億元資金。廣闊的下游應用及幾乎無瓶頸的上游原材料,決定了石墨烯產業將很快迎來爆發期。石墨烯的化學性質與石墨類似,石墨烯可以吸附并脫附各種原子和分子。浙江石墨烯售價
石墨烯礦用托輥復合材料大量應用于礦山傳送機中。天津石墨烯銷售廠
當日下午,在省,市工信領導陪同下,工業和信息化部副部長徐曉蘭一行到“江蘇館”參觀,公司徐順康經理向徐副部長詳細介紹了公司在石墨烯應用領域的研究和應用發展情況。公司一直致力于石墨烯材料的研究和開發,并取得了一系列重要的成果。公司在石墨烯材料的制備、應用和產業化方面具有**水平,已經在導熱膜,防腐涂料,鋰電,橡塑,化纖,銅合金等多個領域得到了廣泛應用。徐曉蘭副部長指出石墨烯是國家重點發展的戰略新材料,有廣泛的應用價值。對公司在石墨烯材料應用領域的研究和發展給予了高度的贊賞,對公司在推進科技創新、推動石墨烯產業發展方面的貢獻表示肯定。勉勵公司不斷提升石墨烯材料的研究和應用水平,為推動石墨烯產業的發展做出更大的貢獻。公司將繼續堅持創新精神,加強與相關研究機構的合作,不斷推進石墨烯技術的研究和應用,為推動石墨烯產業的發展做出新的貢獻。真正做到“以高質量石墨烯,碳時代***。”天津石墨烯銷售廠