美国橡树岭国家实验室首次验证大尺寸石墨烯复合材料制造

2015-05-26  来源:复材在线  作者:复材在线  浏览次数:2490 收藏  |  分享

2015年5月18日报道,美国橡树岭国家实验室(ONRL)首次利用化学气相沉积工艺制成51毫米×51毫米的石墨烯片材,为实现石墨烯商业化规模生产奠定了重要基础。  石墨烯比碳纤维具有更高的硬度与强度,具有巨大的商业潜力,...
2015年5月18日报道,美国橡树岭国家实验室(ONRL)首次利用化学气相沉积工艺制成51毫米×51毫米的石墨烯片材,为实现石墨烯商业化规模生产奠定了重要基础。  

石墨烯比碳纤维具有更高的硬度与强度,具有巨大的商业潜力,但是目前仍未实现大规模生产,仅限于一些小型片材供研究人员使用。采用美国能源部橡树岭国家实验室验证的方法,能够帮助解决当前妨碍石墨烯商业化应用的难题。  橡树岭国家实验室的研究人员利用化学气相沉积工艺制造出含有51毫米×51毫米、单原子厚、碳原子呈六角形排列的石墨烯的聚合物复合材料片材。这一研究结果发表在《应用材料与界面》期刊上,有望使柔性电子迎来新时代,并改变对这种增强材料的认识及其最终应用的方式。橡树岭国家实验室能源与运输科学部成员表示,此前石墨烯精湛的机械性能均表现在微观尺度上,通过该研究已经实现了更大尺寸石墨烯的制备,这大大扩展了石墨烯的潜在应用和市场。  

目前大多数聚合物纳米复合材料制备的方法都是采用微小片状石墨烯或其他碳纳米材料,但很难在聚合物中均匀散开,而该研究利用更大尺寸的石墨烯片材,消除了小薄片易分散和成团的问题,并使这种复合材料在石墨烯含量较少时具有更好的导电性。  

ONRL的研究人员称,该项研究利用化学气相沉积工艺制成的可导电的纳米复合材料层压板中石墨烯的含量比目前世界上最先进的样品还要少50倍,这将成为未来获得市场竞争力的关键。如果能够降低制造成本,并证明其可扩展性,石墨烯在航空航天(结构监测、阻燃剂、防冰、导电),汽车(催化剂、耐磨涂层),结构材料(自洁涂料、温度控制材料),电子产品(显示器、印刷电子),能源(光伏、过滤、储能)和制造业(催化剂、阻隔涂层)等多个领域都将具有广阔应用前景。
 

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