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年终盘点 | 2017石墨烯年度技术盘点

来源:石墨烯新材料资讯 发表时间:2018-01-10 620
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2017年,在政策的带动下,石墨烯真正燃出了希望之火,众多技术研究已落地。昨天我们盘点了2017石墨烯年度创新产品,今天我们就继续一起来看看:2017年度,石墨烯行业出现了哪些重大技术突破?

1. 石墨烯锂离子五号充电电池可循环用3万次

2月21日,从事石墨烯技术研发的北京碳世纪科技有限公司发布了中国首款石墨烯锂离子五号充电电池烯储霸王。与普通五号干电池、充电电池相比,该款电池优势明显,可循环使用3万次以上,能够在零下45℃到60℃的环境下使用。此外该款电池能够实现量产,产品发布也代表其正式投入市场。


2. 石墨烯洁净无损转移

中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室石墨烯研究组发展了一种以小分子松香作为转移介质的转移方法,实现了大面积石墨烯的洁净、无损转移。相关成果近日在线发表于《自然—通讯》。研究对促进石墨烯在大面积电子、光电等器件中的应用具有重要意义。


3. 高效率制备“白色石墨烯”

六方氮化硼纳米片,也称“白色石墨烯”。由于结构相似,石墨烯和氮化硼纳米片具有类似性能,如优异的机械和热性能,尤其是导热性能。虽然石墨烯在导热应用方面已开展了广泛研究,但因其导电性限制了石墨烯在绝缘领域的应用。中科院宁波材料所表面事业部功能碳素材料团队发明了一种利用熔融碱和超声相结合剥离制备六方氮化硼纳米片的方法,这种氮化硼纳米片剥离方法不仅工艺简单、使用原料廉价易得、对设备要求低、且便于大规模生产,可大大降低成本。


4. 基于石墨烯透析膜 比现有材料过滤快10倍

石墨烯是一种导电导热性能超强的新型纳米材料,强度比低碳钢强10倍。在最新的基于石墨烯的创新中,麻省理工学院工程师团队利用这种材料中研发出一种新型的膜,可以过滤溶液中的纳米级分子,比目前的透析系统中快10倍以上,从而彻底改变了透析过程。



5. 石墨烯膜终:结高导热与高柔性不能兼顾世界性难题

在浙江大学高分子系的实验室里,见到了这一神秘材料:它的导热率最高达到2053W/mK(瓦/每米每度)——可以媲美目前世界上导热最有优势的材料金刚石,创造了世界上宏观材料导热率的新纪录;同时还具有超柔性,可被反复折叠6000次,承受弯曲十万次。这就是浙江大学高分子系高超教授团队制造出的一种新型材料“石墨烯膜”材料,它解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题。


6. 石墨烯“绝技”解决光解水制氢难题

合肥微尺度物质科学国家实验室罗毅教授领导的研究小组,利用第一性原理计算,提出了首个光解水制氢储氢一体化的材料体系设计,该方案具有低成本、通用性、安全储氢的优点,相关成果日前发表在《自然·通讯》上。


7. 国际首次!中国科研团队实现“石墨烯”外差混频探测

7月14日,中国电科13所专用集成电路国家级重点实验室与中科院苏州纳米所、纳米器件与应用重点实验室携手,于前不久成功将石墨烯太赫兹探测器的工作频率提高至650 GHz,并在国际上首次实现了石墨烯外差混频探测,为太赫兹立体成像打开了新世界的大门。


8. 石墨烯膜淡化海水成功

金万勤教授团队与上海应用物理研究所、上海大学、浙江农林大学等单位学者开展合作研究,设计制备了通过水合离子精密调控层间距的叠层(氧化)石墨烯膜,实现了盐溶液中水分子与不同离子的精确筛分。对于具有最小水合直径的钾离子,科研人员采用经过钾离子溶液浸泡的石墨烯膜阻止水合钾离子进入,有效截留盐溶液中包括钾离子本身在内的所有离子,同时还能保持水分子快速透过,使得盐离子和纯水分别在石墨烯膜的进料侧和渗透侧高效富集。


9. 新CVD工艺制备石墨烯只需50℃

来自日本和台湾的研究人员创建了一种新的CVD方法,使用稀甲烷蒸气源和熔融镓催化剂在低至50°C的温度下生长石墨烯。该研究是低温石墨烯合成技术的重大进展,研究人员首次将石墨烯直接生长到塑料基材上,并且未来可将石墨烯整合到各种电子设备中。


10.石墨烯在改性轮胎中的使用实现重大突破

2017年10月27日,由青岛森麒麟轮胎投资股份有限公司和青岛华高墨烯科技股份有限公司共同开发的石墨烯改性导静电轮胎顺利通过了中国橡胶工业协会主持的产品鉴定,标志着适用于轮胎的石墨烯批量生产和石墨烯/胶料复合技术取得重大突破,解决了石墨烯材料在混炼中难分散等技术难题。石墨烯改性胶料已用于7种规格的轮胎生产,所产轮胎经相关专业机构检测,导静电性好,抗湿滑性能和滚动阻力均有所改善,综合性能好,已批量投放市场。


11.我国实现米级单晶石墨烯的制备

在量子调控与量子信息重点专项项目的支持下,北京大学刘开辉研究员、俞大鹏院士、王恩哥院士及其合作者,继2016年首次实现石墨烯单晶的超快生长之后,在米级单晶石墨烯的生长方面再次取得重要进展。

研究团队将工业多晶铜箔转化成了单晶铜箔,得到了世界上目前最大尺寸的单晶Cu(111)箔,利用外延生长技术和超快生长技术成功在20分钟内制备出世界最大尺寸(5×50cm2)的外延单晶石墨烯材料。该研究结果为快速生长米级单晶石墨烯提供了必要的科学依据,为石墨烯单晶量子科技的产业化应用奠定基础。


12.三星开发出石墨烯电池技术 充电速度快5倍

三星先进技术研究院(SAIT)称,这种基于石墨烯材料的电池容量比目前市面上的电池高出45%。石墨烯是碳的一种形式,被视为应用于电池的完美材料,因为它的电子迁移率约为硅的140倍。


13.石墨烯规模制备技术再获突破 每千克成本低于500元

12月3日,北京中元龙港矿业科技有限公司联合北京化工大学等举办规模制备石墨烯新技术及产品媒体发布会,宣布双方已完成年产1万吨液相直接剥离法规模化制备石墨烯技术中试生产线,并开始在内蒙古兴和县建设年产500吨石墨烯生产基地。

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