我國(guó)掌握制備大尺寸高質(zhì)量石墨烯技術(shù)

我國(guó)掌握制備大尺寸高質(zhì)量石墨烯技術(shù)

日前，中航工業(yè)北京航空材料研究院成功突破制備大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜的技術(shù)難題，掌握了襯底材料表面晶粒定向受控生長(zhǎng)和化學(xué)氣相沉積（CVD）反應(yīng)氣體分壓配比等關(guān)鍵專(zhuān)利技術(shù)，在銅箔表面制備出超過(guò)12英寸的石墨烯薄膜，更大尺寸的石墨烯薄膜制備技術(shù)也已突破，近期將批量生產(chǎn)。
　　 據(jù)悉，中航工業(yè)航材院投資數(shù)千萬(wàn)元，通過(guò)集智攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜的批量化生產(chǎn)，石墨烯薄膜產(chǎn)能每天可達(dá)數(shù)百片，在大尺寸、高質(zhì)量石墨烯制備方面已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

　　 石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)新材料，厚度僅為一個(gè)碳原子，是目前已知的世界上最薄的材料，也是有史以來(lái)被證實(shí)的最堅(jiān)硬的材料，其強(qiáng)度是鋼的100多倍。同時(shí)石墨烯也是已知材料中電子傳導(dǎo)速率最快的材料，石墨烯還具有97.7%的透光率，并且具有優(yōu)良的熱導(dǎo)率。2010年，英國(guó)曼切斯特大學(xué)科學(xué)家因在石墨烯方面的開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　 由于諸多獨(dú)特而卓越的性質(zhì)，石墨烯在電子器件、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、觸摸面板、高性能儲(chǔ)能器件等多方面具備巨大的潛在市場(chǎng)和應(yīng)用前景。“薄得像紙一樣的透明手機(jī)”、“一分鐘充完電的電池”、“能拎起兩頓重物的手提袋”、“像襯衣一樣的防彈衣”，這些科幻片里才能出現(xiàn)的物品都可以通過(guò)石墨烯的運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。石墨烯具有顆粒狀和薄膜狀兩種產(chǎn)品形態(tài)，可用氧化還原法制備石墨烯顆粒，能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，但制備周期長(zhǎng)、產(chǎn)品缺陷多，也可用機(jī)械剝離法制備石墨烯薄膜，但制備的薄膜面積小、產(chǎn)量低。由于制備困難，目前石墨烯比黃金還貴15至20倍。

　　 中航工業(yè)航材院突破了傳統(tǒng)的石墨烯制備方法，創(chuàng)新性地使用化學(xué)氣相沉積（CVD）方法來(lái)制備石墨烯薄膜，克服了用管式爐制備膜狀石墨烯出現(xiàn)的性能不穩(wěn)、產(chǎn)量低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜的規(guī)模化生產(chǎn)，大大降低了石墨烯的生產(chǎn)成本，使得石墨烯的大量應(yīng)用成為可能。中航工業(yè)航材院院長(zhǎng)戴圣龍表示，隨著大尺寸高質(zhì)量石墨烯的制備進(jìn)入“膜時(shí)代”，石墨烯將給未來(lái)科技帶來(lái)革命性的變革。