中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳納米材料作為新型材料界的“紅人”，具有高端應(yīng)用與復(fù)合應(yīng)用的雙重優(yōu)勢(shì)；其突出的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能引發(fā)了國(guó)內(nèi)外持久的研究熱潮，被譽(yù)為推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型和升級(jí)換代的重要推手。
近期，中國(guó)粉體網(wǎng)聯(lián)合江蘇省納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所主辦了以“碳納米材料產(chǎn)業(yè)化”為主題的“2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”。綜合來看，碳納米材料要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化需要走這三步。
第一步：料要成材
以石墨烯為例，大規(guī)模制備高質(zhì)量石墨烯是其應(yīng)用的基礎(chǔ)，石墨烯原料主要為鱗片石墨，目前制備的方法有：機(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法等。具體對(duì)比如下：
2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)上，來自北卡羅萊納州中央大學(xué)的戴貴平教授為我們帶來一種新鮮的研究思路：采用三聚氰胺作為原料制備三維石墨烯與氮沉積碳納米管復(fù)合材料。因?yàn)槿矍璋防锛扔蠳原子又有C原子，可以同時(shí)提供實(shí)驗(yàn)所需的氮源和碳源。
第二步：材要成器
第二步是實(shí)現(xiàn)石墨烯等碳納米材料產(chǎn)業(yè)化最為關(guān)鍵的一步，是聯(lián)通材料與應(yīng)用的紐帶。石墨烯的表面狀態(tài)非常穩(wěn)定，親油性和親水性都很差，不能有效地與復(fù)合材料基體進(jìn)行復(fù)合，并且易形成團(tuán)聚體。因此，對(duì)石墨烯進(jìn)行表面改性以及分散尤其重要。
石墨烯的分散方法
除了了解分散方法，分散結(jié)果的表征也尤為重要，常用的表征方法主要有測(cè)量沉降速度、測(cè)量堆積密度、采用濁度計(jì)、測(cè)量Zeta 電位以及測(cè)量粒度分布，其中粒度分布的測(cè)量已為人們所熟知。
提到粒度測(cè)試，在國(guó)內(nèi)激光粒度儀供應(yīng)商中，丹東百特可謂首屈一指，在2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)上，丹東百特作為中國(guó)粉體網(wǎng)的全面戰(zhàn)略合作伙伴應(yīng)邀參展，并在展臺(tái)展出了Bettersize2000等設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)咨詢的客戶絡(luò)繹不絕。
百特激光粒度儀簡(jiǎn)介：
Bettersize3000plus
Bettersize3000plus激光圖像粒度粒形分析儀是一種采用半導(dǎo)體泵浦532納米波長(zhǎng)的偏振激光器作為光源的智能化的激光粒度儀，采用單一光學(xué)全角度測(cè)量的光路系統(tǒng)，散射光探測(cè)角度無死角，具有最高的分辨率，是百特公司的專利技術(shù)。
該儀器具有準(zhǔn)確可靠、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)便、測(cè)試速度快等突出特點(diǎn)，是集激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像技術(shù)、光電子技術(shù)于一體的新一代高性能的粒度測(cè)試儀器，具有世界頂尖水平，可以與國(guó)外粒度儀一決高下，特別適合企業(yè)、高校、研究院所等實(shí)驗(yàn)室選用。
Bettersize2000
Bettersize2000激光粒度儀是一種采用雙鏡頭技術(shù)的智能型的激光粒度儀，具有自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)對(duì)中、自動(dòng)進(jìn)水、自動(dòng)排水、自動(dòng)消除氣泡、自動(dòng)清洗等特殊功能。
該儀器具有準(zhǔn)確可靠、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)便、測(cè)試速度快等突出特點(diǎn)，是集激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)于一體的新一代粒度測(cè)試儀器，特別適合企業(yè)、高校、研究院所等實(shí)驗(yàn)室選用。
用激光粒度儀測(cè)量粉末的粒度分布來表征分散性，主要是應(yīng)用光的散射原理和儀器的光學(xué)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)事先計(jì)算出了儀器測(cè)量范圍內(nèi)各種直徑粒子對(duì)應(yīng)的散射光能分布，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)值計(jì)算，得到與之相應(yīng)的粒度分布。
通常顆粒的平均粒徑越小，表明顆粒分散性越好，即沒有或只有少量軟團(tuán)聚，該方法可以用來檢驗(yàn)各種方法的分散效果。
第三步：器要成用
碳納米材料應(yīng)用廣泛，以石墨烯為例，石墨烯的復(fù)合材料是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域中的重要研究方向，其根據(jù)復(fù)合材料的不同主要分為以下幾類：
1、“石墨烯+涂料”
石墨烯同時(shí)具備優(yōu)異的導(dǎo)電性和防腐蝕性能，因此可以用于導(dǎo)電涂料和防腐涂料。
石墨烯防腐涂料“迷宮效應(yīng)”示意圖
2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)上，青島德通納米于錦女士（代蕭小月博士）介紹了石墨烯的化學(xué)以及物理分散方法以及應(yīng)用于防腐涂料的實(shí)際案例。
2、“石墨烯+新能源汽車”
石墨烯復(fù)合材料可替代金屬或玻璃鋼用于汽車殼體，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。除此之外，還可用于新能源汽車的儲(chǔ)能材料：
來自中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所劉立偉研究員介紹的高質(zhì)量薄層石墨烯薄膜可用于鋰電電芯正極導(dǎo)電漿料、鋰電前驅(qū)體材料制備導(dǎo)電漿料以及鋰電鋁箔涂炭漿料。
常州大學(xué)的馬昕教授分析了鋰電池及原材料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，并介紹了低維碳納米材料作為鋰電池導(dǎo)電劑的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)以及新研發(fā)的硅負(fù)極材料。
3、“石墨烯+導(dǎo)熱材料”
石墨烯是一種超級(jí)新型納米材料，具有超高強(qiáng)度、超高導(dǎo)熱系數(shù)，通過工藝處理可以得到性能良好的碳基導(dǎo)熱膜。
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所林正得提出將石墨烯附著到海綿等多孔結(jié)構(gòu)的材料，得到的三維石墨烯材料的導(dǎo)熱率會(huì)大幅度提高，而且成本較低。
中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所崔彥斌研究員將石墨烯加到環(huán)氧樹脂中，通過大大提高導(dǎo)熱率制備出碳基導(dǎo)熱膜，而且相比于國(guó)外市場(chǎng)的導(dǎo)熱膜，具有價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)。
……
綜述：
一個(gè)材料的興起必然要經(jīng)過三個(gè)階段：料要成材；材要成器；器要成用。石墨烯產(chǎn)業(yè)目前尚處于技術(shù)概念期，要真正進(jìn)入產(chǎn)品導(dǎo)入期和市場(chǎng)擴(kuò)張期，還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。但是從“書架”走向“貨架”已成必然，讓我們共同期待碳納米材料即將帶給我們的嶄新未來！
