中科院金屬研究所沈陽材質科學國家(聯合)實驗室科研人員運用化學氣相沉積法制備出石墨烯三維網絡構造材質,一舉攻陷石墨烯制備難題,將石墨烯制備帶入產量高、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**進展。為了揭露石墨烯這一隱秘材質的面紗,新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據介紹,石墨烯是一種新型碳材質,為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結構。石墨烯的導電性極好,在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導電薄膜、***和高導復合材料、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現出極大的應用潛力,成為全人類目前已知的強度**高的物質。它不*可以開發制造出薄如紙片的超輕型飛機材質、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,繁復的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用。高質量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構造的材質對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實現商業化應用具備極度關鍵的含義。據該所科研人員介紹,他們在石墨烯三維體材質的宏量制備和應用中使用泡沫金屬作為生長基體,運用化學氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網絡構造的泡沫狀石墨烯體材質。續航里程與鉛酸電池相比,石墨烯電池的續航里程比較長。如果要長途旅行,選擇石墨烯電池比較合適。北京石墨烯改性
石墨烯導電性能較好,且具有很高的熱輻射系數,在散熱涂料中添加石墨烯,通過“導熱搭橋”機理,涂層的散熱面積大幅增加,有助于將熱源的熱量快速散發。此外,漆膜中的石墨烯,還能夠避免因高溫造成的涂層耐老化性下降,有助于在高溫環境中長期使用。石墨烯輻射的光波波長是3—15微米左右,與人體發射的紅外頻譜接近,所以,石墨烯能發射的“生命光波”被吸收產生溫熱效應,能與生物體內細胞的水分子產生***的“共振”,使人體微血管擴張,血液循環加快,促進機體的新陳代謝,提高機體的免疫能力。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。石墨烯漿料石墨烯的結構非常穩定,碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。
和普通鉛酸電池來比,石墨烯電池由于鉛版密度更大,所以能跑得更遠,用得更久。但是石墨烯電池價格,是普通鉛酸電池的兩倍。石墨烯電池,鉛酸電池和鋰電池,因為制作工藝不同。電池本身的重量和使用壽命,都是有差別的,而且還是比較大的。當然越好的電池就越貴,像鋰電池就要比石墨烯和鉛酸電池價格高出幾倍。石墨烯電池是**近兩年才興起的一種新電池。石墨烯它卻不是真正的石墨烯電池,也有**部門為此辟謠過。現在消費者基本認清了,所謂的石墨烯電池。就是把電池內部的鉛板加厚,讓電池重量和壽命比鉛酸高。大家也可以理解成石墨烯電池就是加量的鉛酸電池,石墨電池的價格和壽命,是介于鋰電池和鉛酸電池之間的。到底該不該選石墨烯電池,還得看與普通鉛酸電池的對比。從壽命上看,石墨烯電池完整的充放電次數在600次左右,鉛酸電池壽命在400次左右。綜合壽命和價格,石墨烯電池和鉛酸電池,如果同時充放電次數2400次,價格上鉛酸電池要比石墨烯電池換電成本低。不過鉛酸電池要換電6次,而石墨烯電池只需要換電4次,石墨烯電池更省心。
石墨烯***發現是用膠帶一層層粘下來的。石墨烯的發現可以追溯到2004年,由英國曼徹斯特大學的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫以及荷蘭的斯圖爾特·帕克共同發現。教授的發現源于對石墨材料進行的實驗。教授們采用了一種特殊的方法,使用膠帶將石墨片層層撕離,**終得到了非常薄的一層石墨片。通過對這層石墨片的觀察和研究,教授們發現這個材料具有非常特殊的性質。石墨烯是一種只有一個原子層厚度的二維碳材料,由碳原子以六角晶格結構排列組成。它具有一些非常獨特的性質,比如極高的電導率、優異的熱導率、強度高、柔韌性好等。這些特性使得石墨烯成為研究領域中的熱門材料,并在納米科技、電子學、能源存儲等眾多領域展現出巨大的潛力。蓋姆、諾沃肖洛夫和帕克因為對石墨烯的發現和研究做出的貢獻,于2010年被授予了諾貝爾物理學獎。教授們的工作奠定了石墨烯研究的基礎,并為未來的石墨烯應用開發打下了堅實的基礎。石墨烯電池續航長、使用壽命也會更長。
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。常州第六元素氧化石墨(烯)產能達到1400噸/年,石墨烯粉產能達到100噸/年。綠色石墨烯改性
氧化石墨應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。北京石墨烯改性
石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成,是二維蜂窩狀結構晶體,電子可以自由移動,電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時,利用表面含氧官能團等優勢提高鋰離子電池的倍率性能,且具有良好的循環穩定性;作為電池負極材料時,獨特納米片層結構可以構建有效“點—面”導電網絡,提供存儲空間,提高比容量并進一步實現快速充電放電;作為導電劑使用,以石墨烯為添加劑加入到傳統導電劑中,可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度,提升導電劑的導電、放電性能,改善循環。石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成,是二維蜂窩狀結構晶體,電子可以自由移動,電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時,利用表面含氧官能團等優勢提高鋰離子電池的倍率性能,且具有良好的循環穩定性;作為電池負極材料時,獨特納米片層結構可以構建有效“點—面”導電網絡,提供存儲空間,提高比容量并進一步實現快速充電放電;作為導電劑使用,以石墨烯為添加劑加入到傳統導電劑中,可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度。北京石墨烯改性