1月22日,記者從中科院重慶綠色智能技術研究院(簡稱中科院重慶研究院)了解到,該院已經(jīng)成功制備出國內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯,這樣的大尺寸,達到了國內(nèi)最高水平。它或?qū)槲覀兊氖謾C、電腦等電子產(chǎn)品帶來一場革命。
世界上最薄的納米材料,透光性好,能折疊
據(jù)介紹,石墨烯是由碳原子組成的單原子層平面薄膜,可以作為制備新型觸摸屏的核心部分――透明電極的材料。
與現(xiàn)有手機觸摸屏材料相比,石墨烯優(yōu)點更多,被認為是目前世界上最薄、幾乎完全透光、強度也最大的材料。
它究竟薄到哪種程度?中科院重慶研究院微納制造與系統(tǒng)集成研究中心副主任史浩飛解釋,石墨烯只有0.34納米厚,粗略估計一下,一根頭發(fā)絲的直徑,大概等于十萬層石墨烯疊加起來的厚度,所以用肉眼是看不見它的。它自身只吸收約2.3%的光,能夠做到幾乎完全透光,讓觸摸屏亮度更好,同時,還能保證很高的電導率,這對于過去那些觸摸屏材料來說,是難以同時解決的。“過去認為鉆石熱導率最高,但是石墨烯是它的2倍。”
值得一提的是,石墨烯還具備很好的柔性,也即是說,它在一定程度上可以彎曲折疊,不會對屏幕造成損害。
“從這些優(yōu)點來看,石墨烯特別適合在電子信息產(chǎn)業(yè)中應用。像IBM、三星這些大企業(yè),都相當關注它的發(fā)展�！笔泛骑w說。
成功制備7英寸的石墨烯觸摸屏
據(jù)悉,自2004年被發(fā)現(xiàn)以來,如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關鍵問題,讓石墨烯應用于透明電極中,一直困擾著很多研究者。
“如果電阻觸摸屏要采用這種材料,需要先在金屬表面上催化生長石墨烯,再把它轉(zhuǎn)移到適合的基底上,才能進行應用�！笔泛骑w告訴記者,這就相當于在一個足球場上鋪一層薄薄的保鮮膜,要讓它平平整整且完好無損,難度特別大。
據(jù)介紹,通過“石墨烯透明電極關鍵技術”研究,他們采用工業(yè)原料如塑料、液態(tài)苯等作為有效碳源,在300℃的低溫下生長出高質(zhì)量的石墨烯。
目前,中科院重慶研究院已經(jīng)在銅箔襯底上生長出15英寸的均勻單層石墨烯,并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性PET襯底上和其他基底表面,并且通過進一步應用,還制備出了7英寸的石墨烯觸摸屏。
在中科院重慶研究院的實驗室里,記者看到,研究人員將石墨烯觸摸屏貼在一臺普通筆記本電腦的顯示屏上,調(diào)試完畢后,用手寫筆就能輕松地在屏幕上寫字。
力爭一年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,年產(chǎn)量達上百萬片
如果用石墨烯透明電極替代目前市場上應用最廣的ITO透明電極等產(chǎn)品,其成本和價格會不會很高?
史浩飛介紹,由于自然界碳元素含量豐富,不需要像其他透明電極一樣用到稀有金屬、貴金屬等,所以原材料成本更低。如果實現(xiàn)了批量化生產(chǎn),其價格會很有競爭力,甚至比現(xiàn)有產(chǎn)品更便宜。
據(jù)了解,2013年全球?qū)κ謾C觸摸屏的需求量大概在9.65億片,產(chǎn)值將超過130億美元。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片。這為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。
目前,中科院重慶研究院正在與廣東地區(qū)的風投機構商談,力爭讓石墨烯在一年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。屆時,其年產(chǎn)量預計將達到上百萬片。
他表示,石墨烯的應用,將給我們的手機、平板電腦帶來較大的變化。“如果手機、平板電腦上的其他部件和材料也得到相應改進,也許未來5-10年,手機、電腦的顯示屏就可以真正實現(xiàn)可折疊�！�
世界上最薄的納米材料,透光性好,能折疊
據(jù)介紹,石墨烯是由碳原子組成的單原子層平面薄膜,可以作為制備新型觸摸屏的核心部分――透明電極的材料。
與現(xiàn)有手機觸摸屏材料相比,石墨烯優(yōu)點更多,被認為是目前世界上最薄、幾乎完全透光、強度也最大的材料。
它究竟薄到哪種程度?中科院重慶研究院微納制造與系統(tǒng)集成研究中心副主任史浩飛解釋,石墨烯只有0.34納米厚,粗略估計一下,一根頭發(fā)絲的直徑,大概等于十萬層石墨烯疊加起來的厚度,所以用肉眼是看不見它的。它自身只吸收約2.3%的光,能夠做到幾乎完全透光,讓觸摸屏亮度更好,同時,還能保證很高的電導率,這對于過去那些觸摸屏材料來說,是難以同時解決的。“過去認為鉆石熱導率最高,但是石墨烯是它的2倍。”
值得一提的是,石墨烯還具備很好的柔性,也即是說,它在一定程度上可以彎曲折疊,不會對屏幕造成損害。
“從這些優(yōu)點來看,石墨烯特別適合在電子信息產(chǎn)業(yè)中應用。像IBM、三星這些大企業(yè),都相當關注它的發(fā)展�！笔泛骑w說。
成功制備7英寸的石墨烯觸摸屏
據(jù)悉,自2004年被發(fā)現(xiàn)以來,如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關鍵問題,讓石墨烯應用于透明電極中,一直困擾著很多研究者。
“如果電阻觸摸屏要采用這種材料,需要先在金屬表面上催化生長石墨烯,再把它轉(zhuǎn)移到適合的基底上,才能進行應用�！笔泛骑w告訴記者,這就相當于在一個足球場上鋪一層薄薄的保鮮膜,要讓它平平整整且完好無損,難度特別大。
據(jù)介紹,通過“石墨烯透明電極關鍵技術”研究,他們采用工業(yè)原料如塑料、液態(tài)苯等作為有效碳源,在300℃的低溫下生長出高質(zhì)量的石墨烯。
目前,中科院重慶研究院已經(jīng)在銅箔襯底上生長出15英寸的均勻單層石墨烯,并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性PET襯底上和其他基底表面,并且通過進一步應用,還制備出了7英寸的石墨烯觸摸屏。
在中科院重慶研究院的實驗室里,記者看到,研究人員將石墨烯觸摸屏貼在一臺普通筆記本電腦的顯示屏上,調(diào)試完畢后,用手寫筆就能輕松地在屏幕上寫字。
力爭一年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,年產(chǎn)量達上百萬片
如果用石墨烯透明電極替代目前市場上應用最廣的ITO透明電極等產(chǎn)品,其成本和價格會不會很高?
史浩飛介紹,由于自然界碳元素含量豐富,不需要像其他透明電極一樣用到稀有金屬、貴金屬等,所以原材料成本更低。如果實現(xiàn)了批量化生產(chǎn),其價格會很有競爭力,甚至比現(xiàn)有產(chǎn)品更便宜。
據(jù)了解,2013年全球?qū)κ謾C觸摸屏的需求量大概在9.65億片,產(chǎn)值將超過130億美元。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片。這為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。
目前,中科院重慶研究院正在與廣東地區(qū)的風投機構商談,力爭讓石墨烯在一年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。屆時,其年產(chǎn)量預計將達到上百萬片。
他表示,石墨烯的應用,將給我們的手機、平板電腦帶來較大的變化。“如果手機、平板電腦上的其他部件和材料也得到相應改進,也許未來5-10年,手機、電腦的顯示屏就可以真正實現(xiàn)可折疊�！�
