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【制備篇】

涓滴石墨烯：一種可在工業(yè)上大規(guī)模制造石墨烯的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)機(jī)制

美國(guó)芝加哥Illinois大學(xué)（UIC）和SunEdison半導(dǎo)體公司的研究人員開發(fā)了一種工藝流程，稱為“碳自由基的晶界擴(kuò)散”，用于有效地在任何半導(dǎo)體或絕緣固體襯底上進(jìn)行石墨烯的無遷移生長(zhǎng)。在這里，甲烷（或其他碳源）分子在真空和加熱爐中與襯底上沉積的金屬解離。甲烷解離產(chǎn)生的碳自由基通過金屬的晶界擴(kuò)散，然后在金屬和底層襯底的界面上形成石墨烯。這種生長(zhǎng)策略適合用于工業(yè)應(yīng)用中大規(guī)模石墨烯的生產(chǎn)。

涓滴石墨烯

激光誘導(dǎo)制備石墨烯紙

北航羅斯達(dá)教授團(tuán)隊(duì)以多孔聚酰亞胺纖維聚合薄膜（PI紙）為碳源，CO2為激光源，首次利用先進(jìn)激光誘導(dǎo)石墨烯技術(shù)（Laser Induced Graphene, LIG）制備出無基質(zhì)的大尺寸石墨烯紙。本研究提出的激光誘導(dǎo)石墨烯紙技術(shù)及其低成本大面積制備、性能調(diào)控與優(yōu)化與多功能應(yīng)用可為宏觀石墨烯材料與結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制備與商業(yè)應(yīng)用帶來一定的指導(dǎo)性思路與科學(xué)意義。

    

石墨烯紙的先進(jìn)激光連續(xù)制造及多尺度形態(tài)加工

石墨烯在多晶襯底晶界附近如何生長(zhǎng)

浙江大學(xué)石墨力學(xué)實(shí)驗(yàn)室(LogM)的一個(gè)研究小組在《NANO》上發(fā)表了一篇論文(“化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)石墨烯疇跨越銅晶界”) ("Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene Domains Across the Cu Grain Boundaries")，論文展示了催化襯底的形態(tài)結(jié)構(gòu)是如何影響石墨烯生長(zhǎng)的。這對(duì)石墨烯制備方面提供了更多的指導(dǎo)，尤其對(duì)于合成高品質(zhì)的石墨烯具有重要意義。

石墨烯單晶在Cu晶粒邊界附近生長(zhǎng)的示意圖

石墨烯的“兄弟”——硼烯在制備方面獲重要突破

在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目“半導(dǎo)體二維原子晶體材料的制備與器件特性”的支持下，中國(guó)科學(xué)院物理研究所吳克輝、陳嵐研究員等深入開展硼烯薄膜的制備研究。他們采用單晶Al(111)作為基底，通過對(duì)生長(zhǎng)參數(shù)的精確調(diào)控，成功制備出蜂窩狀結(jié)構(gòu)的硼烯薄膜。該工作實(shí)現(xiàn)了平面六角蜂窩狀結(jié)構(gòu)的硼烯的制備，同時(shí)該工作也為進(jìn)一步研究硼烯中可能存在的奇異電子特性奠定了基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)基于硼烯的電子器件提供了誘人的前景。

硼烯在銀表面的結(jié)構(gòu)示意圖

【應(yīng)用篇】

揚(yáng)企研發(fā)出石墨烯超級(jí)電池

揚(yáng)州一能源科技企業(yè)與湖南大學(xué)合作研發(fā)出石墨烯鉛炭?jī)?chǔ)能電池，無論是續(xù)航能力還是綜合指標(biāo)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的鉛酸電池，這一超級(jí)電池已進(jìn)入試用階段，今后運(yùn)用到電動(dòng)汽車中，有望將其續(xù)航里程提升一倍，達(dá)到600多公里。根據(jù)理論測(cè)算，相比普通鉛酸電池，石墨烯鉛炭?jī)?chǔ)能電池的循環(huán)壽命提高了6倍、充電速度提高了8倍、放電功率提高了3倍，同時(shí)最關(guān)鍵的，它還具有成本低等優(yōu)勢(shì)。目前，這種新型石墨烯鉛炭?jī)?chǔ)能電池技術(shù)已通過專家多輪評(píng)審與論證，并進(jìn)入試用階段，試用范圍主要包括電網(wǎng)、電站等領(lǐng)域。

石墨烯氣凝膠在燃料電池中首次成功應(yīng)用

利用石墨烯氣凝膠良好的導(dǎo)電性能，優(yōu)異的機(jī)械性能，高催化劑負(fù)載性能和超輕的質(zhì)量，用石墨烯氣凝膠替代傳統(tǒng)燃料電池中的兩個(gè)重要組建——電極板和氣體擴(kuò)散層，大大降低燃料電池重量的同時(shí)將燃料電池的質(zhì)量功率密度提升了3倍。石墨烯氣凝膠具有特殊的選擇吸附性，即使將12M的甲醇存儲(chǔ)在氣凝膠中，甲醇也幾乎不會(huì)穿過質(zhì)子交換膜。此外，石墨烯氣凝膠還起到了燃料存儲(chǔ)的作用，使得該燃料電池在無需持續(xù)輸送甲醇的情況下維持運(yùn)行，從而省去了外接甲醇存儲(chǔ)裝置和復(fù)雜的燃料循環(huán)系統(tǒng)，并降低了制作成本。

超薄石墨烯能制造人工視網(wǎng)膜

來自美國(guó)德克薩斯大學(xué)和韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的研究人員利用石墨烯、二硫化鉬、黃金、氧化鋁和硝酸硅的組合，構(gòu)造了一種比現(xiàn)有模型更好的人工視網(wǎng)膜，可以幫助數(shù)百萬名眼疾患者再度恢復(fù)視力。基于實(shí)驗(yàn)室研究和動(dòng)物個(gè)體分析，研究人員確定他們構(gòu)造的這種新型人造視網(wǎng)膜具有生物適合性，并且能夠模擬人類眼睛特征，同時(shí)，它能夠更好地匹配自然視網(wǎng)膜尺寸。

石墨烯在新概念電池中的應(yīng)用

【產(chǎn)業(yè)篇】

國(guó)內(nèi)首條物理法石墨烯生產(chǎn)線投產(chǎn)

近日，大同墨西科技有限責(zé)任公司國(guó)內(nèi)首條物理催化法石墨烯生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。物理法石墨烯生產(chǎn)技術(shù)是大同墨西科技公司擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，其生產(chǎn)線設(shè)備全部由國(guó)內(nèi)企業(yè)配套供應(yīng)，是名副其實(shí)的“中國(guó)造”。年生產(chǎn)能力可達(dá)10噸，產(chǎn)品覆蓋石墨烯粉體材料所有規(guī)格，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，可以根據(jù)用戶需求定制石墨烯粉體材料，整個(gè)生產(chǎn)過程綠色環(huán)保無污染。

廣西鹿寨縣力促石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展

今年以來，廣西柳州市鹿寨縣正大力打造石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范基地，旨在進(jìn)一步加快石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目落地，力促石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范基地項(xiàng)目總投資14億元，將規(guī)劃建設(shè)石墨烯新材料車輛應(yīng)用研究院、石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)等。目前，基地已有4個(gè)石墨烯項(xiàng)目入駐。其中，云亭紫荊改性石墨烯EPS制品項(xiàng)目已投產(chǎn)。

【政策篇】

河北辛集市高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展

近日，北京石墨烯研究院院長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士劉忠范、副院長(zhǎng)張錦、首席戰(zhàn)略顧問許莉一行蒞臨河北省辛集市考察調(diào)研，劉忠范院士作了題為《石墨烯產(chǎn)業(yè)：機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的報(bào)告，就石墨烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展前景進(jìn)行深入剖析，與參會(huì)企業(yè)就石墨烯制備等問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)。劉忠范院士在報(bào)告中指出，要把辛集作為一個(gè)試點(diǎn)，探索一條可借鑒的“政產(chǎn)學(xué)研用”新路。辛集市委書記邸義希望劉忠范院士能夠與辛集市開展多層次、寬領(lǐng)域、全方位的合作，促進(jìn)一批發(fā)展前景好、帶動(dòng)能力強(qiáng)的重大科研項(xiàng)目落地。

首批石墨烯測(cè)試方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通過審查

日前，全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)納米材料分技術(shù)委員會(huì)在常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園舉行《納米技術(shù)氧化石墨烯厚度測(cè)量原子力顯微鏡法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)第一批進(jìn)入審查階段的石墨烯測(cè)試方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也是第一批由我國(guó)原始創(chuàng)新的石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有歷史里程碑的意義。該項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的審查和發(fā)布，將為氧化石墨烯產(chǎn)品指標(biāo)提供檢測(cè)依據(jù)；為我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供更強(qiáng)有力的保障；填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外石墨烯相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的空白。