制作大规模,高质量的石墨烯,我国处于世界领先地位

来自时间的阴谋 / 2018年09月03日 10:09

通讯

石墨烯制作技能的现状

现在,商业数量(公斤和吨)的石墨烯通常是由石墨用自上而下的办法制成的。它们能够作为粉末和液体,能够作为橡胶和碳纤维复合资料等其他产品的添加剂。为了充分发挥石墨烯的潜力,它的确需求大规模出产。这超出了现在的制作技能水平,但国际各地的研讨实验室都在快速开展。化学气相堆积法(CVD)是制备石墨烯的另一种办法。这被称为自底向上办法,由于它按原子拼装石墨烯薄片。CVD工艺在铜金属表面构成石墨烯。这是现在制作大规模石墨烯薄片的最佳挑选。但是,这一进程仍在研讨实验室中,由于有一些基本问题需求战胜。

经过CVD办法制作石墨烯的首要问题

质量和速度总结这些问题。在质量方面,问题的首要来历是石墨烯一同从多个点成长在金属表面。这些点成长成岛状,这些岛在它们衔接的片材中发生缺点。以这种办法构成的一层石墨烯据说是多晶的。幻想一下,一张由许多块相同资料松懈拼接而成的布,你就会理解了。咱们终究的方针是制作出一种白璧无瑕的资料,这种资料被称为单晶石墨烯。

另一个问题是制作速度。现在的CVD办法以每分钟50微米的速度增加石墨烯。这可能并不意味着什么,所以考虑一下制作一平方米的石墨烯。咱们使用了一平方米作为丈量薄片石墨烯出产规模的根底。(一平方米=一平方米的吊床指数为0)加上一些假定,以这样的速度,只需两周就能产出一平方米的残次产品。作为新工业革命的根底,简直没有什么期望。

然后,上星期我国的一个团队宣告了一篇适当风趣的论文……

美国国家石墨烯协会(NGA)的利亚姆•克里奇利(Liam Critchley)让我留意到,北京大学(Peking University)和韩国蔚山国家科技学院(UNIST)聪明的女士和先生们宣告了一项新发展。他们的文章题为《工业铜箔上一米巨细的单晶石墨烯的超快外延成长》(Ultrafast epitaxial growth of metretres single crystal graphene on industrial Cu foil),或许不是每个人都以为这篇文章引人入胜,但它引起了我的留意。谢谢利亚姆。我国所做的现已证明石墨烯的制作速度比幻想的要快,一同质量也要高得多。这篇论文不是最简单阅览的;让我解说他们实际上做的:团队开端一块固体铜5×50厘米(250平方厘米)他们现已一层石墨烯在20分钟。这是迄今为止制作石墨烯最快的一次。他们还宣称石墨烯是在这种资料上以单晶的方式成长出来的。这意味着它是一层十分高质量的石墨烯,只要一个原子厚。

那么……

它有许多意义,让咱们会集在两个方面:速度:你会记住我计算过出产一平方米石墨烯需求14天。这项作业标明它现在能够在13小时内完结。这比之前最快的办法快26倍。这意味着咱们能够得到更快的速度。我猜人们会开端将石墨烯的制作与制作计算机芯片的摩尔定律进行比较。质量:现在大多数的办法都是制作质量很差的多晶石墨烯,想想看,有许多独自的小块松懈地粘在一同,做成一张平板。我国的这项作业标明他们现已出产出了挨近单晶石墨烯的东西,这是质量最高的——一种没有缺点的接连石墨烯。

都是些令人兴奋的东西,但让咱们来看看这个。

这儿存在着商场炒作的风险。研讨小组将这种办法描绘为超快。记住,在这种情况下,超快意味着在13小时而不是14天内制作出一平方米的东西。这是一个很好的前进,但关于一个可行的制作进程来说仍然是一个苦楚的缓慢进程。还要考虑到,这种石墨烯薄片粘在金属铜箔上,有必要被移除。但是,请持续重视发展,由于在石墨烯范畴,这的确是向前迈出的一大步。

就现在而言,就速度而言,是我国26:国际其他地区1。

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