石墨烯最新发展动态

2018-11-05 08:39

石墨烯最新发展动态

  石墨烯 是一种新型的二维碳材料,它具有 独特的晶体结构,是世界 上已知的最薄且强度最高的纳米材料,在电学、光学、热学、力学等 方面均呈现出优异的性能,在纳电子器件、高灵敏传感器、透明导电膜、功能复合材料、储能、催化等 领域有着广阔的应用前景。被认为 是一种未来革命性的材料。

  中国对 石墨烯的研究亦非常活跃,已形成政府、科研机 构和企业协同创新的产学研合作对接机制,极大地 推动了石墨烯技术研究。国家在2012年发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中明确提出,将石墨 烯等材料列为重点前沿新材料,我国对 石墨烯的研究在国际上处于领先地位,相关专 利数量居世界首位,石墨烯 产业化受到业界广泛关注;2015年国务院发布《中国制造2025》,大力推 动重点领域突破,高度关 注颠覆性材料对传统材料的影响,做好石 墨烯等战略前沿材料提前布局和研制。

      2017年11月13日,国家标准委、工信部联合印发《国家工 业基础标准体系建设指南》,将开展 石墨等非金属矿物材料、石墨烯 及制品等产品性能与检验方法等先进无机非金属材料标准研制列为重点任务。

  石墨烯 的立项将继续加大我国在石墨烯研究领域中的原创性探索和前瞻性技术研发的力度,加强基础与技术积累,力争及时实施重要的、变革性 应用成果的关键产业化 转化,逐步扩 大石墨烯材料应用领域。

  值得注意的是,科研界 和产业界一致认为,石墨烯 首先会在能源存储器件方面实现产业化应用。相信在未来10年内,通过构 建若干石墨烯产业链和建立一批产业集聚区,越來越 多的石墨烯产品将陆续在市场中流通。

  石墨烯 由于具有独特的物理化学性质。主要制 备方法有机械剥离法、气相沉积法、 还原氧化石墨法、液相剥离法、有机合成法。 其中,液相法 被认为是一种成本相对低廉,可规模 化生产石墨烯的方法,目前在 商业上的使用最为常见。

  不同的 还原法得到的石墨烯形貌和结构不 同主要 表现在表面含氧基团、结构缺陷、比表面 积和导电性等方面,会导致 不同石墨烯材料的电化学性能差异较大。石墨烯 的比容量大致在100-260法/克,与理论值(550法/克)相差甚远,主要原 因在于石墨烯片层之间存在较强的t-t相互作用,使得石 墨烯片层之间再堆叠和团聚现象严重,在这种 情况下电解液离子无法充分浸润并达到团聚或堆叠石墨烯的内表面,使得可 利用的比表面积大大降低,最终导 致比容量比较低。

  现阶段,将石墨 烯的应用产品推向市场还尚未完全成熟,石墨烯 的产业化研究正处于过热期,将来可能经历低谷期、攀升期后,才能达 到技术应用的成熟度,最终实现产业化。

  随着对 石墨烯研究的深入,石墨烯 产业化将在未来的5-10年内迅猛发展,迎来巨大的机遇,在更多 的领域发挥其独特的优势,产生巨 大的经济效益和社会效益。


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