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。基于石墨烯泡沫與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。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。多層石墨烯有哪些
石墨烯的化學結構組成及其物理性能從其化學結構組成上來看,它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型(呈蜂巢晶格)的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來看,它具有光學、電學、力學特性一部分列的物理性能,從這也可以表現出它是一種非金屬材料,其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構成的單層片狀結構的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料,被譽為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達頭發絲的20萬分之一,強度是鋼的200倍。科學家預言,石墨烯將會是21世紀****重要,要優先集中精力的新材料,市場應用前景不可估量。石墨烯不僅*是電子產品、新能源電池、航空航天領域導致社會的特別要注意關注。改性石墨烯常見問題教授們使用膠帶將石墨片層層撕離,得到了非常薄的一層石墨片。
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。
科學家們已成功運用二維材料組裝成了兼具很小人造孔的海水脫鹽設備,容許直徑大于其裂縫本身的離子通過,沖破了傳統觀念,為制造高通量水脫鹽膜鋪墊了道路。曼徹斯特大學國家石墨烯研究所(NGI)的研究人員成功地在一個尺碼*為幾埃()的新型膜片上制造了小尺碼的狹縫。這使得能夠研究各種離子到底如何通過這些細微的孔。這些狹縫由石墨烯、六方氮化硼(hBN)和二硫化鉬(MoS2)制成,并且令人驚訝的是,它容許直徑大于其自身尺碼的離子時有發生滲透。這種尺碼排阻研究利于更好地明了相近規模的生物過濾器如水通道蛋白的工作機理,從而有助于開發用以海水脫鹽和相關技術的高通量過濾器。對于對流體及其過濾行為感興趣的科學家來說,可控地制造大小相近小離子和單個水分子的毛細管是一個***但好像遙遠的目標。研究人員始終在試圖模擬自然時有發生的離子運輸系統,但實情驗證這是不容易的。用到基準技術和常規材質制造的通道不幸受到材質表面固有粗糙度的限制,其大小一般而言比小離子的水合直徑大**少十倍。今年早些時候,NGI開發的石墨烯氧化物衍生膜受到相當大的關注,是新型過濾技術的潛力運動員。石墨烯在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景。
石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年,Geim等***用微機械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯,但存在產率低和成本高的不足,不滿足工業化和規模化生產要求,目前只能作為實驗室小規模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規模化制備石墨烯的問題方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態條件下發生化學反應,生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面,進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,通入含碳氣體,如:碳氫化合物,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過輕微的化學刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團。多層石墨烯有哪些
石墨烯極少添加量可改善材料力學性能。多層石墨烯有哪些
第六元素研發的“石墨烯重防腐涂料”,率先在國內實現了產業化應用,于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”,達到“世界先進水平”。該技術目前已在國信、華潤、龍源等海上風電塔筒,“京廣線”隴海鐵路橋梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進行了試驗性涂裝。產品主要應用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產業化關鍵技術與工程應用”項目獲得2022年度江蘇省科學技術三等獎。石墨烯作為關鍵材料在防腐涂層發揮的作用尤為明顯,其可以有效地阻隔外界環境、腐蝕物質等向金屬基材滲透和擴散,并形成致密的保護層,具有防腐效果好,涂層厚度低,附著力高,重量輕,機械性能好,耐鹽霧性能較好,壽命長久且成本低等優勢,是傳統防腐涂料良好的升級替代產品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功應用,將**改善腐蝕耗損對經濟發展產生的負面影響,同時也將成為工業防腐涂料的一個嶄新的亮點和新的驅動點。多層石墨烯有哪些