我國掌握制備大尺寸高質(zhì)量石墨烯技術(shù)

我國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和化學氣相沉積（CVD）反應氣體分壓配比等關鍵專利技術(shù)，在銅箔表面制備出超過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)千萬元，通過集智攻關，實現(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)能每天可達數(shù)百片，在大尺寸、高質(zhì)量石墨烯制備方面已處于國內(nèi)領先地位。

　　 石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)新材料，厚度僅為一個碳原子，是目前已知的世界上最薄的材料，也是有史以來被證實的最堅硬的材料，其強度是鋼的100多倍。同時石墨烯也是已知材料中電子傳導速率最快的材料，石墨烯還具有97.7%的透光率，并且具有優(yōu)良的熱導率。2010年，英國曼切斯特大學科學家因在石墨烯方面的開創(chuàng)性實驗獲得了諾貝爾物理學獎。

　 由于諸多獨特而卓越的性質(zhì)，石墨烯在電子器件、航空航天、生物醫(yī)學、觸摸面板、高性能儲能器件等多方面具備巨大的潛在市場和應用前景。“薄得像紙一樣的透明手機”、“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)的物品都可以通過石墨烯的運用來實現(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，能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，但制備周期長、產(chǎn)品缺陷多，也可用機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)新性地使用化學氣相沉積（CVD）方法來制備石墨烯薄膜，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)量低等問題，實現(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用成為可能。中航工業(yè)航材院院長戴圣龍表示，隨著大尺寸高質(zhì)量石墨烯的制備進入“膜時代”，石墨烯將給未來科技帶來革命性的變革。