多层石墨烯研发

    石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是现有材料中厚度**薄、强度比较高、导热性比较好的新型二维材料。石墨烯在智能装备、航空航天、能源储存和环境治理等诸多领域应用潜力巨大，是重要的战略新兴材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来**性的材料。石墨烯是一种由碳原子组成的纯碳材料，具有单层平面晶体结构。石墨烯是由一系列的石墨单层堆积而成的，每个单层由六角形排列构成。石墨烯的单层厚度约为，是迄今为止已知的**薄的材料。石墨烯是一种非常独银族特的材滚搏散料，具有许多强大的特性和潜在的应用。 石墨烯可提高涂层的附着力，降低漆膜厚度，使漆膜更加耐磨，使用寿命长。多层石墨烯研发

    这种石墨烯体材质完整地复制了泡沫金属的构造，石墨烯以无缝连接的方法组成一个全连接的总体，兼具出色的电荷传导能力、850平方米/克的比表面积、％的孔隙率以及5毫克/立方厘米的极低密度。负责该项目的**告知新闻记者，这种方式可控性好，容易放大，通过变动工艺条件可以调控石墨烯的平均层数、石墨烯网络的比表面积、密度和导电性，并且使用基体卷曲的方式他们可制备出170毫米×220毫米及更大面积的石墨烯泡沫材质。基于石墨烯泡沫与众不同的三维网络构造，中科院金属所还使用原位聚合的方式制备出石墨烯泡沫/硅橡胶复合材料，在石墨烯添加量*为％的条件下，复合材料的电导率可达10西门子/厘米，比基于化学氧化剥离法制备的相同添加量的石墨烯复合材料的电导率提高了6个数量级，也大于碳纳米管复合材料的电导率。而且这种复合材料有着很好的柔韧性和稳定性，在弯折和拉伸等条件下*有很小的电阻变化，在应力获释后可很快回复其原有形貌和电阻值，是一种完美的弹性导体材质，这一性能使其在柔性显示器、可穿戴式移动通讯装置和人造肌肤等柔性电子方面兼具空旷的应用前途。在采访终结时**强调，以多孔金属作为生长基体是石墨烯化学气相沉积法发育的一条新思路。多层石墨烯研发石墨烯含有丰富的官能团，易于分散。

    目前第六元素全资子公司常州第六元素半导体有限公司已与客户成功开发石墨烯超级铜复合材料（“超级铜”），“超级铜”利用CVD沉积技术制备而成，石墨烯超级铜导电率高于银10%，如成功应用于电机，若按10%替换，则每年节约用电，相当于葛洲坝电站近2个月的发电量，节约电费约20亿元。近日，中国中车高电导率铜基复合材料“超级铜”登上央视《焦点访谈》节目。据中国中车介绍，“超级铜”由中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发，是一种高电导率铜基复合材料。“超级铜”利用石墨烯较好的导电性和力学性能与铜材料片堆叠制成，实现了石墨烯和铜的优势互补。经过实验验证，超级铜的导电性能超过银10%，如果全国10%的电机用上这种“超级铜”材料，那么一年可以节省出180多亿度电。180亿度电相当于节省出一个葛洲坝电站（2022年葛洲坝电站完成发电量）。目前，“超级铜”已完成中试验证，验证了超级铜的量产可行性，并实现了小批量生产，接下来将加快批量化制造进程。

    第六元素研发的“石墨烯重防腐涂料”，率先在国内实现了产业化应用，于2015年通过工信部组织的“科技成果鉴定”，达到“世界先进水平”。该技术目前已在国信、华润、龙源等海上风电塔筒，“京广线”陇海铁路桥梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所进行了试验性涂装。产品主要应用客户有重庆三峡、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江苏道蓬科技有限公司联合完成的“基于薄层石墨烯的重防腐涂料体系产业化关键技术与工程应用”项目获得2022年度江苏省科学技术三等奖。石墨烯作为关键材料在防腐涂层发挥的作用尤为明显，其可以有效地阻隔外界环境、腐蚀物质等向金属基材渗透和扩散，并形成致密的保护层，具有防腐效果好，涂层厚度低，附着力高，重量轻，机械性能好，耐盐雾性能较好，寿命长久且成本低等优势，是传统防腐涂料良好的升级替代产品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功应用，将**改善腐蚀耗损对经济发展产生的负面影响，同时也将成为工业防腐涂料的一个崭新的亮点和新的驱动点。 氧化石墨烯分散液为棕黑色溶液。

    石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料植被研究的兴趣，石墨烯材料的制备方法已报道的有：机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。1、微机械剥离法2004年，Geim等***用微机械剥离法，成功地从高定向热裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌，揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，目前只能作为实验室小规模制备。2、化学气相沉积法化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破。CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。麻省理工学院的Kong等、韩国成均馆大学的Hong等和普渡大学的Chen等在利用CVD法制备石墨烯。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉，通入含碳气体，如：碳氢化合物，它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。 石墨烯在航天行业领域的应用领域优势也是极其明显的。关于石墨烯粉体

氧化石墨易于接枝改性，可与复合材料进行原位复合。多层石墨烯研发

    去年12月，华为曾推出的石墨烯基锂离子电池引起了巨大的关注，被喻为“黑金子”的石墨烯材质开始展示了其独有的魅力渐渐实现商用。而石墨烯能干的不仅如此，现在又有研究人员采用石墨烯制造OLED电极。实质上，业内人士认为，未来石墨烯有也许在OLED产业上实现大规模应用。石墨烯享有高画质、柔性超薄、高对比、低能耗等特性，它能制作硬度优良、导电出色、柔性触控、超级透明的出色触控面板材质。而这次研究人员用石墨烯制作OLED电极就是一项关键突破。据传媒报导，黏附到OLED的电极大小约为2cmx1cm（1/2英寸x1/4英寸），它采用化学气相沉积（CVD）工艺制造，其中甲烷和氢气被泵入真空室中，铜板被加热到800℃（1,472°F）。这两种气体时有发生化学反应，并当甲烷溶解到铜中时，其在表面上形成石墨烯原子。一旦该层充分形成，使整个设备降温，强加保护性聚合物片，然后化学蚀刻掉铜以显出纯石墨烯的单原子层。Fraunhofer有机电子学，电子束和等离子体技术FEP项目主任BeatriceBeyer博士说，“这是极严苛材质研究和集成的确实突破。虽然这不是个在其结构中用到石墨烯的柔性显示屏，但它引入OLED技术，向全色屏幕和迅速响应时间迈出一大步。多层石墨烯研发