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[高端制造] 石墨烯技术及产业化专题

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klonoa1121 发表于 2012-9-24 17:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 暴力英雄 于 2012-9-25 22:06 编辑

http://www.guancha.cn/Industry/2012_09_21_99143.shtml
全球首条石墨烯生产线慈溪开工
2012-09-21 15:27
       在慈溪市慈东滨海区,年产300吨石墨烯项目正紧锣密鼓筹建中。不久之后,这里将出现全球第一条石墨烯生产线。
受此影响,21日石墨烯概念股受到追捧,华丽家族早间涨停,一度触及涨停的工大高新目前也有近9%的涨幅,中钢吉炭、中国宝安、金路集团等概念股均有不同程度涨幅。
“石墨烯是目前世界上已发现的最、最坚硬的纳米材料,它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料,还能做出超坚韧的防弹衣。”宁波墨西科技有限公司总经理林立新兴奋地说,据保守估计,这种材料仅替代市场的潜力就有数十亿甚至上百亿元。

历时三年 成功研制石墨烯产业化项目

2008年10月,从美国纽约州立大学博士后毕业的刘兆平,应聘进入中科院宁波材料所,领衔攻关制备石墨烯的新技术。他还给自己刚出生的女儿取名“刘墨希”。这个项目吸引了众多宁波民营企业的目光,他们有的已经尝到新材料产业的甜头,有的希望借石墨烯项目拓展到新材料领域,有的想通过引进石墨烯技术提升自身产品品质。

                               
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石墨烯电池示意图
当时,刘兆平团队的石墨烯项目尚停留在实验阶段,距离产业化还有一段不短的路。正是这段看似坎坷的路,让素以“稳健”和“精明”著称的宁波民企开始怯步。
“石墨烯项目市场前景确实很好,但是能不能等你们技术成熟后,再转让给我们?”“首期付款就要几千万元,你们能不能降低价格,等项目产生效益后再支付更多的费用?”……这是在与30余位宁波民企老板的频繁接触中,中科院宁波材料所技术转移办公室副主任俞建伟听的最多的话。
2011年7月,刘兆平团队设计建成了年产30吨的石墨烯中试生产线。
“石墨烯制备成本很高,每克要5000元,是黄金价格的十几倍。现在,我们将制造成本降到了每克3元。”刘兆平说,这意味着石墨烯项目可以走向产业化,成为大量供给的工业原料。两个月后,在2011中国科技创业计划大赛上,“石墨烯产业化技术”项目获得海外人才创业特别奖一等奖。
引起国内外震动 险些花落他乡
宁波材料所的石墨烯产业化技术,在国内外引起了不小的震动。石墨烯项目的市场价值,也由实验阶段的几千万元提升到上亿元。
而与这个项目有过接触的宁波民企,却在为投资门坎一下子提高那么多而发愁,犹豫再三后,还是迟迟未能出手。此时,外来竞争者已经悄悄逼近。很多外地企业或投资机构纷纷慕名前来,希望引进这个项目。

                               
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中科院宁波材料所石墨烯产业化项目签约仪式

                               
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中科院副院长施尔畏在签约现场致辞
“我们也不忍心让石墨烯项目流失外地。”俞建伟回忆说,材料所领导当时态度明确,不管谁来当“天使”,但要承诺项目落户在宁波。
今年3月,上海南江集团代表来宁波考察了石墨烯中试线,现场决定当“天使”。
“我们与刘兆平团队接触后,觉得这么好的项目不能错过。高科技就要高投入,高风险意味着高收益,我们投资了很多科技项目,对石墨烯产业化非常有信心。”南江集团总裁王栋事后告诉笔者,看准了就要下手。
仅仅过了5天,南江集团就与材料所签订了框架协议,当天把4000万元保证金汇到宁波。经多方努力,今年4月11日,中科院宁波材料所、上海南江集团签约合资成立宁波墨西科技有限公司,共同投资2亿元在慈东滨海区实施石墨烯产业化项目。
3个月过去了,宁波一家上市公司负责人王先生还时常会为与石墨烯项目擦肩而过感到“痛心”:我们刚组建的新材料企业,本来想以石墨烯为突破口,跟踪了近一年,没想到还是被别人捷足先登了,真是太可惜了。
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来源:宁波日报 | 责任编辑:邢春燕
gdxd 发表于 2012-9-24 21:55 | 显示全部楼层
CD上说,不知道是电化学级还是器件级的
暴力英雄 发表于 2012-9-24 22:22 | 显示全部楼层
石墨烯,新产业,值得关注
kokoman 发表于 2012-9-25 00:00 | 显示全部楼层
3元/克?是氯磺酸法吗?
 楼主| klonoa1121 发表于 2012-9-25 00:55 | 显示全部楼层
感谢电网找的资料
http://www.cctvdream.com.cn/bbs/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=70824&pid=1545791&fromuid=3797
http://search.cas.cn/sourcedb/thesis.jsp

这是该所的成果题目检索库,输入graphene可以检索出刘兆平的文章
《A Scalable, Solution-phase Processing Route to graphene oxide and graphene ultra large Sheets》,影响因子5.5,灰常灰常高了。

这是登载在RSC上的原文,我明天去单位给大家下载看看。
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2010/cc/b914412a
=====================================================================================
卧槽,我简单看了一下,这还真是单层石墨烯,要是真的,那可牛B大了去了。
哪个懂行的再替我看一眼~
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ziluolan 发表于 2012-9-25 09:00 | 显示全部楼层
确实不懂,希望看到更多的介绍。
crocoker 发表于 2012-9-25 11:27 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2012-9-24 22:22
石墨烯,新产业,值得关注

我记得几年前光伏产业还是国家重点扶持的高新科技产业,前景广阔;可是不到几年的时间,国内这一产业马上就产能过剩了。看到这则消息,我有种担忧,会不会各地又开始大量上马与之相关的项目,导致这一产业产能过剩?就怕又毁了这一产业。
crocoker 发表于 2012-9-25 11:31 | 显示全部楼层
石墨烯是10年英国曼切斯特大学两位科学家发现,然后当年就拿NP奖的,这在NP奖近年来的历史上是非常少见的,可见这一材料的关注度。
暴力英雄 发表于 2012-9-25 21:52 | 显示全部楼层
crocoker 发表于 2012-9-25 11:27
我记得几年前光伏产业还是国家重点扶持的高新科技产业,前景广阔;可是不到几年的时间,国内这一产业马上 ...

我表示乐观,产能过剩不是坏事,象碳纤维那个帖子里的无论技术水平还是产业化都落后才是坏事。光伏现在压得欧洲只好使用卑鄙贸易保护手段,正说明了中国只要占尽先机才能有发言权
暴力英雄 发表于 2012-9-25 22:14 | 显示全部楼层
                                                                                           石墨烯的故事
                                                2012年5月22日在复旦大学第47届科学报告会暨学术文化周上的演讲
                                                                                      张远波,物理系教授

      很荣幸能有这个机会跟大家面对面交流。今天我想和在座的各位来分享一个故事,故事的主角是一种新的材料:石墨烯。而我有幸从一开始就参与了对它的研究,这个故事也是我的一个亲身经历。
      在讲这个故事之前我想提到的是,大家在上大学物理的时候可能感觉它是一个非常完备的体系,整体的构架已经搭建完了,剩下的只是一些细枝末节的东西。至少我当初在学物理的时候感觉是这样。但是我后来发现实际做物理研究的时候完全不是如此。许多新的东西在等着我们去发现;在探索的过程中,很多想法的出发点可能都是错误的,整个过程充满曲折,激动人心。
石墨烯是由一层碳原子组成的蜂巢形状的二维晶格,如下图所示:   

                               
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       它的出现对基础物理中我们对二维电子体系的理解乃至对生活中实际的应用都有巨大的意义,这一点我稍后还会提到。正是由于这个原因,2010年诺贝尔物理学奖就是颁发给了石墨烯的研究。
       我的故事在2002年开始。那一年我还是一个刚刚在哥伦比亚大学开始做研究的博士研究生。而我的导师Philip Kim也刚刚拿到哥伦比亚大学物理系的教职,开始自己的研究。在选择我的博士研究课题的时候,Philip告诉了我他的一个想法(见下图):之前人们研究的碳结构有零维的碳纳米球和一维的碳纳米管,但二维的碳结构,也就是石墨烯,是一个还没有人涉足过的领域,没有人知道里面会有什么样的新物理现象。我听了之后非常喜欢这个想法。但是怎么得到单层的石墨烯?没有人知道。我一个刚刚开始、几乎什么都还不懂的研究生决定去找到办法。至于能不能找到,找到以后做什么,我都还完全没有把握。


                               
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       但有一点我们是知道的,就是石墨烯其实在自然界广泛存在。我们熟知的石墨就是石墨烯一层层摞起来形成的。所以问题在于怎么把一个原子层的石墨烯从大块的石墨里面分离出来。我们做了调研,发现在这方面之前只有一些非常零星的尝试。Cornell大学Paul McEuen实验室当时正在尝试用化学的办法来做这件事。他们用化学的办法把其它原子塞到石墨的原子层中,这种掺杂过的石墨在溶液中膨胀,就有可能分离出石墨烯的碎片。但是从他们的实验结果来看,这个方法碰到很多的问题,比如得到的石墨碎片还是很厚,而且晶粒很小。
       在搜索文献的时候,美国西北大学(Northwestern University)Rodney Ruoff实验室的一篇文章引起了我们的注意。在这篇文章里Xuekun Lu(卢学坤)他们发现,石墨小块很像一副扑克牌,从边上去推的时候层跟层之间很容易相互滑开,这样一些薄片就掉落出来。从物理上这很容易理解。石墨中石墨烯层跟层之间的作用力是范德瓦耳斯力,相对于层内原子间的共价键作用力来说非常的小,所以原子层相互之间很容易滑动。这让我们联想到了铅笔(如下图)。我们平常用的铅笔里的铅笔芯就是石墨做成的。如果我们把铅笔芯在电子显微镜下面放大,最终就能看到一层层卷起来的石墨烯。而我们平时用铅笔写字其实就是把铅笔芯里的石墨剥离到纸上的过程,而其中很可能就有单层的石墨烯。所以我们大家其实都有过剥离石墨烯的经验,只是我们自己没有意识到而已。


                               
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       顺着这个思路,我们决定用铅笔写字这个想法来从石墨里面分离石墨烯。当然为了更好地控制“写字”时候的力度和方向,我们必须做出非常小的而且可以控制的“铅笔 – 我们称之为“纳米铅笔”。纳米铅笔的制备非常的艰苦。它的笔尖只有一两个微米大小,需要用胶固定在一个几十微米的软的微悬梁的头上。所有这些只有在高倍的显微镜下面才能看得到,所有的操作只能通过微机械手完成。通常一只纳米铅笔需要花费好几天的时间才能做好,而如果“写”的时候坏掉就要再做一只,重新来过。
       经过无数次的尝试跟失败,我花了两年时间终于做出一些小的纳米铅笔,而且能在硅片上“写”出来10纳米,也就是30层左右的石墨薄片。在这些石墨薄片上我们发现用一个栅电极就可以非常显著地改变样品的导电性,这在以前厚石墨样品里面是从来没有被看到过的。我们在2004年把这个成果投出去,这也是我第一次写文章,当时非常的兴奋。
       但是就在差不多的同一个时间,英国Geim研究组石墨烯的工作突然出现在Science杂志上。也就是说他们赶在我们之前已经做出了单层的石墨烯。科学发现是讲求时效的,只有第一个做出发现的人才会被承认。看到他们的结果我跟Philip都很沮丧。尤其是Philip,他已经快到了终身教授评定(tenure review)的时间,有很大的压力。但他反过来安慰我说,不管怎么样我应该都是可以毕业的。
       失望归失望,研究还是要继续做下去。我仔细读了Geim实验室的文章,发现他们用的其实是一个非常简单的方法。简单来说,他们用的是我们日常用的胶带,黏住一些大的石墨薄片后,在衬底表面反复地揭,最后总能找到一些单层的石墨烯。从另一个方面讲,我们之前的方法是用一个纳米铅笔来“写”石墨烯,而Geim实验室用的大石墨薄片跟衬底在很多点接触,相当于同时用千百个纳米铅笔来“写”。虽然每一个纳米铅笔并不是可控的,但这么多的纳米铅笔同时工作,从统计的角度总是会有单层的石墨烯被“写”衬底上。他们的这个方法虽然很简单,却非常有效。
       在看他们文章的时候我也注意到,虽然他们做出了单层的石墨烯,但从这些石墨烯样品里得到的数据里却还没有发现原来并不知道的新物理。直觉告诉我这可能是数据质量的问题,如果样品质量更高的话,说不定就有新的东西在那里。
       有了这个想法之后,我们结合我们之前的经验,很快找到了突破点。一年后我们终于做出了质量高很多的样品,并且在这些样品里观察到了一个全新的物理现象“半整数反常量子霍尔效应”。2005年我们和Geim实验室同时发表了这个研究成果。简单来说,“半整数反常量子霍尔效应”告诉我们,当我们把电子放到石墨烯里面,电子就失去了质量,变成了零质量的粒子。一般的情况下,这种现象只有对特殊的粒子,或者在能量很高的相对论情形下出现。在一个凝聚态体系里,这还是一个非常奇特的例子。
       自从这个发现之后,石墨烯一系列独特的性质先后被发现。比如,石墨烯有非常高的机械强度;它虽然近乎透明,却有很高的导电性,甚至超过铜;它的导热性是已知的材料中最高的之一…。正是由于石墨烯的种种特性,全世界许多的科学家被吸引到这个领域里来。石墨烯的研究也出现了爆炸式的增长。一些偏向应用的科学已经在梦想利用石墨烯的一些特殊性质来做实际的应用。比如利用石墨烯透明却又导电的性质来做柔性的显示器、手写板以及太阳能电池的电极等等。这方面的想法不胜枚举,真正的限制其实是我们的想象力。
       到现在科学家已经找到了很多种方法来制备石墨烯,包括化学分离的方法(Paul McEuen实验室的办法经过改进后实际上是可行的!),直接生长等等。值得一提的是,韩国的Byung Hee Hong教授甚至可以生长电视机屏幕那么大的石墨烯,并且可以转移到想要的衬底上。这就把那些可能的应用(柔性显示器、手写板等)往现实更拉近了一步。相信不久的将来石墨烯会被广泛运用到日常生活中的方方面面。
       回到我之前的故事,它的结局还算圆满。Philip拿到了终身教授职位,而我也顺利毕业。但这中间的种种艰苦跟曲折,以及做出发现之后的快乐,只有亲身经历过才能体会。
       回顾我的这些经历,我感触最深的有两点:第一点是不要害怕挑战,即使这些挑战看起来有多么的困难。我很欣赏的科学家Freeman Dyson的话::“Grab every opportunity to take responsibility and do things for which you are unqualified.” 我很喜欢这句话。第二点是我从国内的教育里得到的一点体会。我在国内受到的教育在很多时候把知识包装成一个完整体系交给我。这让我产生了一个很大的错觉,觉得我要完全掌握所有的这些完整的体系,才能有自己的发现。但真正接触了物理研究之后才发现,不管知道多少,只要勤于思考,总是会有收获。Freeman Dyson也承认“My own best work was done when I was most ignorant”。在开始这样做的时候,可能你会发现你思考的99%的问题别人已经思考过,但如果你坚持这样做,五年,十年,总有一天你会发现别人从来没有想到过的东西。这就是你对全人类的贡献。
crocoker 发表于 2012-9-28 09:52 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2012-9-25 21:52
我表示乐观,产能过剩不是坏事,象碳纤维那个帖子里的无论技术水平还是产业化都落后才是坏事。光伏现在压 ...

我还是不太看好。3元每克啊,卖给谁?
暴力英雄 发表于 2012-9-28 19:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 暴力英雄 于 2012-9-28 19:56 编辑
crocoker 发表于 2012-9-28 09:52
我还是不太看好。3元每克啊,卖给谁?


当年第一台计算机折合现在多少个亿,不是照样有人用?当年晶体管刚发明的时候一个晶体管跟发明者的收入差不多,苏联人和美国人开始都觉得从硅比从锗提纯材料做晶体管贵的多,但是一旦斯坦福和仙童突破了工艺,现在怎么样?信息时代了!
你放心好了,90年代初中国家庭装1部电话相当于几个月工资,一部砖头一样的模拟手机几万,照样普及了家庭电话和移动通信。有市场,有需求,商家才会投资。
fleetc 发表于 2012-10-28 14:15 | 显示全部楼层
辉钼异军突起,石墨烯不行了

点评

都是论文中的东西,实验室中还未成熟,说不行还早吧  发表于 2012-10-28 21:42
暴力英雄 发表于 2012-10-28 23:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 暴力英雄 于 2012-10-28 23:15 编辑
fleetc 发表于 2012-10-28 14:15
辉钼异军突起,石墨烯不行了


辉钼有望代替硅成为新一代半导体材料 在纳米电子设备制造领域比传统硅或富勒烯更有优势
                                                                    科技日报 常丽君 2011-02-02
       据美国物理学家组织网1月31日报道,近日,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)纳米电子学与结构(LANES)实验室称,用一种名为辉钼(MoS2)的单分子层材料制造半导体,或用来制造更小、能效更高的电子芯片,在下一代纳米电子设备领域,将比传统的硅材料或富勒烯更有优势。研究论文发表在1月30日的《自然·纳米技术》杂志上。
       辉钼在自然界中含量丰富,通常用于合金钢或润滑油添加剂中的成分,在电子学领域尚未得到广泛研究。“它是一种二维材料,非常薄,很容易用在纳米技术上,在制造微型晶体管、发光二极管(LEDs)、太阳能电池等方面有很大潜力。”洛桑联邦理工学院教授安德列斯·凯斯说,他们将这种材料同硅以及当前主要用于电子和计算机芯片的富勒烯进行了对比。
       同硅相比,辉钼的优势之一是体积更小,辉钼单分子层是二维的,而硅是一种三维材料。“在一张0.65纳米厚的辉钼薄膜上,电子运动和在两纳米厚的硅薄膜上一样容易。”凯斯解释说,“但目前不可能把硅薄膜做得像辉钼薄膜那么薄。”
       辉钼的另一大优势是比硅的能耗更低。在固态物理学中,能带理论描述了在特定材料中电子的能量。在半导体中,自由电子存在于这些能带之间,称为“带隙”。如果带隙不太小也不太大,某些电子就能跳过带隙,能更有效控制材料的电子行为,开关电路更容易。
       辉钼单分子层内部天然就有较大的带隙,虽然它的电子流动性较差,但在制造晶体管时,用一种氧化铪介质栅门就可使室温下单层辉钼的运动性大大提高,达到富勒烯纳米带的水平。富勒烯没有带隙,要想在上面人为造出带隙非常复杂,还会降低其电子流动性,或者需要高电压。由于辉钼直接就有带隙,可以用单层辉钼制造间带通道场效应晶体管,且在稳定状态下耗能比传统硅晶体管小10万倍。在光电子学和能量捕获应用领域,单层辉钼还能与富勒烯共同使用,形成优势互补。

       很感兴趣,尤其有意思的是
       辉钼矿,英文名称:molybdenite 定义:化学式为MoS2,属六方晶系的单硫化物矿物。是提取钼和铼、制造耐腐蚀、抗高热钼合金的矿物原料。有不同的类型,分别属于六方和三方晶系。含钼 59.94%, 是提炼钼的最主要矿物原料。常含铼,是自然界已知含铼最高的矿物,也是提炼铼的最主要矿物原料。辉钼矿呈铅灰色,强金属光泽。具完全的底面解理。晶体呈六方板状。通常多以片状、鳞片状或细小分散粒状产出。辉钼矿是分布最广的钼矿物,主要产于高温和中温热液及夕卡岩矿床中。在地表易风化成钼华MoO3。美国 科罗拉多州的克莱马克斯、尤拉德-亨德森是世界著名辉钼矿产地。中国河南、陕西、山西、辽宁等省也都有出产,总储量已跃居世界前列



 楼主| klonoa1121 发表于 2012-12-20 17:36 | 显示全部楼层
http://mil.huanqiu.com/china/2012-12/3392567.html
中国实现单层氧化石墨烯上绘制纳米功能器件2012-12-18 14:09中国航空报字号:
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  中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室研究人员利用原子力针尖诱导的局域催化还原反应,实现了在单层氧化石墨烯上直接绘制纳米晶体管器件。日前,该成果在线发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。
  单层石墨烯是只有一个单原子层厚度的石墨,它比目前常用的金属导体具有更好的导电性、散热性,同时也是迄今为止世界上最轻薄、强度最大的材料,有望在微电子领域替代硅成为制造超精细晶体管的理想材料。如何在单层石墨烯上直接裁剪或制备出各种纳米线路,是实现人们梦想的以碳为主要材料的集成电路的前提,也被认为是石墨烯研究领域最具挑战的方向之一。
  针对上述挑战,合肥微尺度国家实验室分子尺度量子调控研究团队的王晓平教授研究组和罗毅教授研究组紧密合作,在绝缘的氧化石墨烯上通过局域的还原反应,直接制备导电的纳米线路并构筑成晶体管及互联电路。研究人员利用表面镀铂的原子力针尖的局域催化作用,在氢气环境下,将氧化石墨烯加热到100摄氏度左右,制备出最小宽度仅20纳米的还原石墨烯条带,其电导率超过104西门子/米,比氧化石墨烯提高了100万倍。通过理论计算,他们揭示了这种局域还原反应的微观机理。利用此方法,他们还成功演示了纳米互联电路和场效应晶体管器件,其性能明显优于目前常用的导电聚合物和非晶硅场效应管器件。
  专家指出,该技术可以用来直接绘制纳米电路,电路的线条宽度可控、制备条件要求低,并可与现有的微电子加工技术无缝兼容,有望推动石墨烯纳米器件、电路与集成的最终实现和应用。(坤)
责任编辑:刘昆


 楼主| klonoa1121 发表于 2013-1-25 18:41 | 显示全部楼层
http://www.guancha.cn/Science/2013_01_25_123163.shtml
中科院制备国内首片15英寸单层石墨烯显示屏
2013-01-25 17:58:30

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关键字 >> 新材料石墨烯单层石墨烯石墨烯显示屏折叠显示屏中科院手机显示屏头条

你想用屏幕可弯曲折叠的手机吗?采用石墨烯材料,就可能变成现实。日前,中科院重庆绿色智能技术研究院成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,或将为手机、电脑等电子产品带来一场革命。


                               
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1月24日,中科院重庆绿色智能技术研究院的一名研究人员在弯曲的单层石墨烯触摸屏上进行书写功能测试

“梦幻材料”

石墨烯被称为新一代的“梦幻材料”。人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。

据中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞介绍,石墨烯只有0.34纳米厚。粗略估计,一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度,所以用肉眼是看不见石墨烯的。

石墨烯自身只吸收约2.3%的光,能够做到几乎完全透光,让触摸屏亮度更好。而且,石墨烯具备很好的柔性,它在一定程度上可以弯曲折叠,不会对屏幕造成损害。如果手机、平板电脑上的其他部件和材料也得到相应改进,也许未来5-10年,手机、电脑的显示屏就可以真正实现可折叠。


                               
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1月24日,中科院重庆绿色智能技术研究院的一名研究人员对单层石墨烯制成的触摸屏进行书写测试

除了在触摸屏领域,石墨烯还有更大的应用潜力。

科学家发现,石墨烯是目前已知导电性能最出色的材料,这种特性尤其适合于高频电路。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。

石墨烯还是做柔软的透明电极、超快光电感应设备的绝佳原材料,可以应用于制造太阳能电池板等。美国加州大学利用石墨烯研制成光学调制解调器,有望将网速提高1万倍;美国NANOTEK仪器公司开发出新的储能设备,可以将充电时间由数小时减为1分钟,有望解决电动汽车的电池充电问题。

在足球场上铺保鲜膜


                               
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石墨烯微观结构示意图

石墨烯是一种由碳原子组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。很长时间以来,石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

让人印象深刻之处在于,他们成功分离出石墨烯的工具,竟然是胶带纸。海姆和团队成员将石墨片放置在塑料胶带中, 折叠胶带粘住石墨薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。

不过,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,一直困扰着很多研究者。中科院重研院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞说,在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,好比在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜,要让它平平整整且完好无损,难度特别大。


                               
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1月24日,中科院重庆绿色智能技术研究院的一名研究人员在利用显微镜对单层石墨烯制成的触摸屏产品进行进一步数据分析

争取一年内量产

目前,中科院重庆研究院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯,并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面,并且通过进一步应用,还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。

据介绍,中科院重研院正在与广东风投机构商谈,力争让石墨烯在一年内实现量产。届时,其年生产能力预计将达到上百万片。


                               
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1月24日,中科院重庆绿色智能技术研究院的一名研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性



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璇瑢子 发表于 2013-1-27 10:24 | 显示全部楼层
碳纳米管和石墨烯有关联吗?
 楼主| klonoa1121 发表于 2013-2-21 17:39 | 显示全部楼层
http://www.cannews.com.cn/epaper/zghkb/2013/02/21/A01/story/338327.shtml

航材院攻克技术难题
石墨烯制备进入“膜时代”


2013-02-21 10:01:22

本报讯 日前,中航工业航材院宣布,已突破制备大尺寸、高质量石墨烯薄膜的技术难题,掌握了衬底材料表面晶粒定向受控生长和化学气相沉积(CVD)反应气体分压配比等关键专利技术,在铜箔表面制备出超过12英寸的石墨烯薄膜;更大尺寸的石墨烯薄膜制备技术也已突破,近期将批量生产,使大尺寸、高质量石墨烯薄膜的工程化制备成为现实,标志着石墨烯制备进入了“膜时代”。

石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构新材料,厚度仅为一个碳原子,是目前已知的世界上最薄的材料,也是迄今被证实的最坚硬的材料,其强度是钢的100多倍。同时石墨烯也是已知材料中电子传导速率最快的材料,其还具有97.7%的透光率,并具有优良的热导率。由于制备困难,目前石墨烯比黄金还贵15~20倍。

据悉,航材院投资数千万元,通过集智攻关,解决了反应源气体与载气分压配比、CVD反应室炉温均匀性、转移介质和载体匹配性、目标物与石墨烯薄膜兼容性等四大难题,有效提高了石墨烯膜的完整性、洁净度和产品性能,并能对石墨烯薄膜层数进行单层、多层或混合层的结构控制,实现了大尺寸、高质量石墨烯薄膜批量化生产。石墨烯薄膜产能每天可达数百片,航材院在大尺寸、高质量石墨烯制备方面已处于国内领先地位。(李政)



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梦想去飞翔 发表于 2013-3-1 18:12 | 显示全部楼层
看来是群雄并起呀。
iew 发表于 2013-4-10 00:26 | 显示全部楼层
上海微系统所研制的石墨烯粉体成功应用于石墨烯产品

  文章来源:上海微系统与信息技术研究所 发布时间:2013-04-03   

中科院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室的石墨烯团队成功开发高质量石墨烯粉体,并通过和上海新池能源科技有限公司合作进行中试量产,所生产的石墨烯粉体成功应用于中国首个纯石墨烯粉体产品-柔性石墨烯散热薄膜

4月2日,贵州新碳高科有限责任公司和上海新池能源科技有限公司联合在贵阳召开了柔性石墨烯散热薄膜产品发布会。贵阳市政府有关领导、贵阳国家高新技术开发区领导、投资方和下游企业等100余人出席了发布会。

此次发布的中国首个石墨烯粉体应用产品,所用的粉体材料全部由中科院上海微系统所的石墨烯团队研发。粉体主要性能指标为单片厚度1-5个原子层,横向尺寸0.5-5微米,比表面积500-1000m2/g,O含量低于8 at.%,电导率大于1000 S/m,并且N掺杂可控。目前,这种规格的石墨烯粉体产品性能指标在国内外处于领先地位。通过与上海新池能源科技有限公司合作,目前产能已达到400克每天,5月份将达到公斤级每天。到目前为止,上海新池能源科技有限公司已经向下游企业提供近10公斤高质量石墨烯粉体。利用高质量石墨烯粉体制备高浓度不团聚的石墨烯溶液,利用辊涂技术(Roll to Roll)成膜,然后高温处理,形成石墨烯柔性散热薄膜。产品经检测,其热扩散率达到700-900 M2/S,热导率在800-1600 W/mk。其散热效果比常用的散热材料铜(热导率429W/mk)要提高2-4倍,而且具有良好的可加工性能。贵州新碳高科已经建立了年产2万平米生产线,已成功生产1000平方米石墨烯柔性散热薄膜产品,该柔性散热薄膜产品将用于移动电子设备散热和LED散热等领域。

中科院上海微系统所的石墨烯团队依托信息功能材料国家重点实验室,已经形成了一支具有持续研发能力的科研队伍。团队致力于石墨烯材料的深入研究,在石墨烯薄膜和石墨烯粉体材料两个方向展开研发。高质量的石墨烯粉体具有广泛的市场应用前景,中科院上海微系统所的石墨烯团队联合上海新池能源科技有限公司,将继续和下游企业紧密合作,共同拓展石墨烯在石墨烯基超级电容器、石墨烯基锂电池、催化剂载体、功能复合材料、吸附材料和散热等领域的应用。

http://www.cas.cn/ky/kyjz/201304/t20130403_3813986.shtml
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