中科院金屬研究所沈陽材質(zhì)科學(xué)國家(聯(lián)合)實驗室科研人員運用化學(xué)氣相沉積法制備出石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造材質(zhì)，一舉攻陷石墨烯制備難題，將石墨烯制備帶入產(chǎn)量高、生長面積大的新時代。這一突破不久前入選了2011年度中國科學(xué)**進展。為了揭露石墨烯這一隱秘材質(zhì)的面紗，新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據(jù)介紹，石墨烯是一種新型碳材質(zhì)，為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯的導(dǎo)電性極好，在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導(dǎo)電薄膜、***和高導(dǎo)復(fù)合材料、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力，成為全人類目前已知的強度**高的物質(zhì)。它不*可以開發(fā)制造出薄如紙片的超輕型飛機材質(zhì)、超韌性的防彈衣，甚至還能為將來制造“太空電梯”纜線敞開期望之門。但是，繁復(fù)的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用。高質(zhì)量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構(gòu)造的材質(zhì)對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用具備極度關(guān)鍵的含義。據(jù)該所科研人員介紹，他們在石墨烯三維體材質(zhì)的宏量制備和應(yīng)用中使用泡沫金屬作為生長基體，運用化學(xué)氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的泡沫狀石墨烯體材質(zhì)。石墨烯礦用托輥復(fù)合材料大量應(yīng)用于礦山傳送機中。江蘇石墨烯

目前第六元素全資子公司常州第六元素半導(dǎo)體有限公司已與客戶成功開發(fā)石墨烯超級銅復(fù)合材料（“超級銅”），“超級銅”利用CVD沉積技術(shù)制備而成，石墨烯超級銅導(dǎo)電率高于銀10%，如成功應(yīng)用于電機，若按10%替換，則每年節(jié)約用電，相當(dāng)于葛洲壩電站近2個月的發(fā)電量，節(jié)約電費約20億元。近日，中國中車高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料“超級銅”登上央視《焦點訪談》節(jié)目。據(jù)中國中車介紹，“超級銅”由中車研究院與上海交通大學(xué)張荻團隊聯(lián)合研發(fā)，是一種高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料。“超級銅”利用石墨烯較好的導(dǎo)電性和力學(xué)性能與銅材料片堆疊制成，實現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢互補。經(jīng)過實驗驗證，超級銅的導(dǎo)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(jié)省出180多億度電。180億度電相當(dāng)于節(jié)省出一個葛洲壩電站（2022年葛洲壩電站完成發(fā)電量）。目前，“超級銅”已完成中試驗證，驗證了超級銅的量產(chǎn)可行性，并實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，接下來將加快批量化制造進程。江蘇石墨烯石墨烯材料具有良好的穩(wěn)定性和耐高溫性能，不易發(fā)生安全事故。

氧化-還原法制備成本低廉且容易實現(xiàn)，成為制備石墨烯的比較好方法，而且可以制備穩(wěn)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(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨(GO)，經(jīng)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(huán)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(fā)現(xiàn)通過加入化學(xué)物質(zhì)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(wěn)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(huán)、七元環(huán)等拓撲缺陷或存在-OH基團的結(jié)構(gòu)缺陷，這些將導(dǎo)致石墨烯部分電學(xué)性能的損失，使石墨烯的應(yīng)用受到限制。

可實現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯的大量制備，同時也為兼具特定構(gòu)造、性能和運用的石墨烯三維體材質(zhì)的制備提供了一個基本思路。近日，我所納米與界面催化研究組（502組）金立、傅強和包信和等研究人員與中科院金屬所成會明研究員***的研究小組協(xié)作，運用本組近來研制的深紫外激光光電子發(fā)射顯微鏡（DUV-PEEM）系統(tǒng)對單層石墨烯生長過程和構(gòu)造開展了研究，并成功發(fā)現(xiàn)，在Pt表面上運用化學(xué)氣相沉積法(CVD)生長取得的毫米尺寸的單層石墨烯中，具凹角分界的石墨烯片層為多晶構(gòu)造，存在不同的晶格傾向，而只有凸角分界的石墨烯片層則具理想的單晶構(gòu)造。該方式作為一個**主要的判據(jù)，確證了運用CVD方式能取得大面積、單層、單晶石墨烯。該成果近日刊出在《自然-通訊》NatureCommunications上（(2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/）。我所深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡（PEEM）研制是國家關(guān)鍵科研配備研制項目（“深紫外全固態(tài)激光源關(guān)鍵科研配備研制”）資助下得到的**主要成果。石墨烯納米帶 （Graphene Nanoribbons, GNRs）具有帶隙精確可調(diào)的特性。

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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)使其對周圍的環(huán)境非常敏感，是電化學(xué)生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)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(wěn)定地工作。石墨烯具有質(zhì)量輕、高化學(xué)穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點，使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內(nèi)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(tài)。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×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(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)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(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯具有良好的導(dǎo)熱性能，單層石墨烯高達5300 W/m?K。江蘇石墨烯

石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍。江蘇石墨烯

第六元素即將新三板上市或?qū)⑼苿邮袌鰧κ┌鍓K投資的關(guān)注度。公司主營石墨烯生產(chǎn)。全名為常州第六元素材料科技股份有限公司，注冊資金5000萬元。截至目前，公司采用氧化還原法制備石墨烯粉體的工藝已經(jīng)成熟，且擁有一系列相關(guān)技術(shù)儲備，加之有能力完成更大規(guī)模生產(chǎn)線的設(shè)計運行。此外，經(jīng)過長期驗證，公司采用氧化還原法制備的石墨烯粉體產(chǎn)品適于較寬范圍內(nèi)的多種下游產(chǎn)品應(yīng)用。公司主營產(chǎn)品按照銷售數(shù)量具體劃分為兩種：公斤級銷售和克級銷售，其中公斤級銷售主要面向的客戶是下游應(yīng)用企業(yè)，包括涂料、復(fù)合材料、儲能器件等生產(chǎn)企業(yè)；克級銷售主要面向的客戶是科研院校，主要從事石墨烯粉體材料研發(fā)。借助于技術(shù)、資金及人員等重要資源，公司已完成了石墨烯粉體宏量制備生產(chǎn)線的升級改造，從1噸的中試生產(chǎn)線到年產(chǎn)10噸石墨烯粉體生產(chǎn)線，再到正在申請的年產(chǎn)100噸石墨烯、300噸氧化石墨生產(chǎn)線，公司石墨烯粉體宏量制備技術(shù)趨于成熟，規(guī)模化生產(chǎn)即將突破。2013年中科院重慶研究院研制出15英寸的單層石墨烯；2013年2月，無錫格菲電子薄膜科技有限公司研發(fā)出石墨烯電容式觸屏手機；寧波墨西科技有限公司年產(chǎn)300噸石墨烯粉體生產(chǎn)線投產(chǎn)；2013年5月。江蘇石墨烯