困在实验室将近二十年,最后的神奇材料石墨烯具有与成本效益的发展有其潜在解锁质量CVD石墨烯薄膜工业规模。
图片来源:一般公司石墨烯
自从被教授首次发现安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫2004年,石墨烯被誉为“神奇的材料。“只是一个原子的厚度、原始石墨烯一直在显微镜下的看似无穷无尽的循环理论的实验,都展示了其非凡的属性,包括:
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超薄(。345海里)。
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灵活——1 Tpa的杨氏模量。
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内在抗拉强度130 GPa (> 200 x比钢)。
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热导率> 3000 WmK(石墨是2000 WmK)。
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(即光学吸收完全πα≈2.3%。、透明)。
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不透水层气体。
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室温200000厘米的电子迁移率2/ (V·s)(硅是1400厘米2/ (V·s))。
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击穿电流密度为107/毫米2(铜/ 1000毫米2)。
简单地说,石墨烯是最强的,薄的,大多数人类已知的导电材料。其他属性包括透明度、不渗透性,以及被惰性和生物相容性。
据说,石墨烯的应用潜力只有有限的想象力;想法浮出了水面,它可以使无限供应清洁的水,电池可以通过整个充电周期最后一秒,数天,甚至太空电梯。
这一点也不奇怪,海姆和诺沃肖洛夫因此获得2010年的诺贝尔物理学奖。
一个令人不安的二分法
石墨烯几乎详尽研究,可能比历史上任何材料。然而,经过两年的调查,围绕着一个令人不安的二分法的进展:而假设围绕石墨烯的属性是非常真实的,他们也非常具有误导性。
不可能在任何规模合成原始石墨烯的在现实条件下(至少目前还没有)。此外,石墨烯生产是复杂的和昂贵的。曾经被认为拥有无限的商业和技术潜力,人们已经变得可疑,相信这样的承诺更多的是一种幻想比现实。
事实上,周围的炒作已经可以说是导致比满意更失望。
历史上比比皆是热切地举行“真理”,最终被证明是不仅误导,而且错误的(例如,地球是平的,太阳围绕地球,压力会导致溃疡,等等)。然而,这不是石墨烯的情况。
亚博老虎机网登录科学促进了石墨烯的深入研究和识别的能力和理解其理论潜力。亚博老虎机网登录然而,科学本身并不能帮助实现的潜力。
我们生活在复杂和混乱;不可能知道或预测一切。然而,随着时间的推移,在自然界中明确本身固有的秩序,混乱通常当它逐渐消退。有些人能够看到这一点,但大多数人不能。
查尔斯·达尔文的职业生涯、亚当·斯密和阿尔伯特·爱因斯坦表明,虽然他们并不总是能完全解释一下,他们充分意识到在自然界发现的订单比大多数。
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定义科学亚博老虎机网登录
爱因斯坦的门生,理查德·费曼,交付一个地址的国家科学教师协会1966年4月当他建议学生可以认为科学家的方式——开明,好奇,持有怀疑的元素。亚博老虎机网登录
整个讲座,他提供了一个科学的定义,他说这些都是基于数量的阶段:智能地球上生命的进化,生物,例如猫玩,从亚博老虎机网登录经验中学习;人类的进化,开始通过语言来交流交流知识和为后代保存信息。
当然,错误的知识可以被传递下来一样容易正确的知识,因此,一个额外的步骤是必要的。伽利略和其他人有一些怀疑所谓的真理是什么传递下来,开始调查从头开始从经验中,真实的情况是,因此,科学诞生了。亚博老虎机网登录
亚博老虎机网登录科学,费曼概述,使人类能够清楚地看到宇宙中的固有秩序——基于事实我们是开放的,很好奇,愿意怀疑我们已经知道。
足够的空间在底部
1959年12月,费曼发表了题为《美国物理协会发表演讲有充足的房间。“费曼说,讨论的焦点是“问题操纵和控制在小范围内的事情。”
它常常被作为纳米技术的诞生,它仍然为研究人员提供了重要的见解更好地理解我们周围的世界,这是极其有价值时试图抓住更好的理解石墨烯。
演讲期间,费曼说:“我不怕考虑最后一个问题,是否最终——在伟大的未来——我们可以安排原子的方式我们希望…会发生什么如果我们能安排原子一个接一个我们希望他们的路吗?(在可行的范围内,你不能把它们,这样它们的化学性质不稳定,例如)。”
费曼的材料描述清楚地听起来像石墨烯,尽管这只是第一许多这样的纳米材料。亚博网站下载
我们能做什么与分层结构的层?材料的性质是如果我们能真的安排原子的方式我们希望他们吗?亚博网站下载他们会非常有趣的调查理论上。我看不出到底会发生什么,但我几乎不能怀疑,当我们有一些控制在小范围内安排的事情,我们将得到一个非常大的范围我们可以做的事情,由于可能的属性,这些物质。
理查德·费曼
在仅仅几年,今天的技术还将被视为粗糙,一个人在月球上行走技术有限多存在于今天的智能手机。
原子在小范围内大规模像什么,因为他们满足量子力学定律。所以,当我们沿着原子和吊儿郎当,我们正在与不同的法律,我们可以做不同的事情。
理查德·费曼
费曼的“美好的未来”,他想象的终于来了。虽然这未来仍处于刚刚起步的状态——石墨烯-原子的能力安排最后一个接一个的存在。
介绍一般的石墨烯
建立了普通石墨烯与石墨烯的潜力释放的焦点,配备有几个明确的(但微妙的)真理:
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石墨烯并不是“一刀切”的材料。类似于金属合金,可以提高它的属性和操作,以满足特定的应用程序的要求,并结合石墨烯与其他材料常常会导致显著的改善后者的属性。亚博网站下载
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大规模生产石墨烯不仅是一个科学问题;这是一个工程问题。
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第一步与任何新材料发展大规模生产的能力有效地以更低的成本。术语“工业规模”等同于“低成本”。
石墨烯的来源相当混乱,这事实的结果在两种化学性质相同,但明显不同的品种:
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“自顶向下”石墨烯,石墨从剥落了。
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“自底向上”石墨烯,通过化学气相沉积(CVD)合成。
类似地,还有其他形式的碳,如钻石和石墨,也化学性质相同,但从来没有人把它们混合起来。虽然两种类型的石墨烯通常分类一般作为平等,和两个交付类似的令人印象深刻的特性,没有人熟悉这两种类型会把它们混合起来。
剥落石墨是一种黑色粉末,虽然通常归类为“电影”,每个颗粒通常小于几微米厚和标准的计量单位是千克和克。相比之下,石墨烯化学汽相淀积是透明的,连续的电影可以在几纳米测量和标准度量单位为平方米或平方厘米。
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获得石墨烯
它曾被证实最优质的石墨烯可以通过CVD和获得公共实验室的管式炉上的应用。这个过程是非常简单的。封闭的石英管作为反应室。
催化金属衬底,通常是铜或镍箔、管定位,和氧清除产生惰性气氛而管加热到一个极端温度(> 1000°C)。
然后,引入气体碳(如甲烷或CH4)是在微量(即完成。ppm)和种(碳分离氢),最终沉淀本身催化金属箔上,生成一个连续的石墨烯薄膜。
然而,CVD过程却不幸被历史上缓慢。只有少量的石墨烯可以生成由于石英管的大小有限,每一批是一个独特的和孤立的过程,它是非常昂贵的。
换句话说,石墨烯合成通过常规CVD方法是现代工业的完全相反的过程,这就要求高产产量,可再生的和一致的结果,和低成本。
缩放批流程连续生产线提供了一个看似不可逾越的挑战,但与大多数好的创新,简单是克服这些问题的关键。
创建普通石墨烯的主要目标将心血管疾病转化为一个工业规模的过程。如前所述,认出这是唯一适当的路径来实现降低成本和商业化的要求。
一般的石墨烯公司现在拥有专利,专有的大气化学汽相淀积工艺有能力生产高容量的、一致的和高质量的石墨烯薄膜在一卷卷结构降低成本。一般的石墨烯是唯一的石墨烯生产不使用石英管。
一般的石墨烯的方法首先展示了模块化的试验性生产机器上进行进一步设计和细化发生明确的可伸缩性。
超过21米的长度,生产机器目前可以生成一个300毫米宽的石墨烯薄膜,可以定制任何长度(和可能容易扩展更广泛的宽度)。
方法可以连续运行,能耗显著降低在稳定状态。过程输入和输出几乎相同,后者含有微量的水蒸气和有限公司2。没有使用的化学品在这个过程中,从生产可降解或回收再利用。
推动创新
最终,石墨烯是远非“一刀切”的材料。一般的石墨烯的过程促进石墨烯的微调的给定应用程序所需的属性。
普通石墨烯承认事实只提供了一半的解决方案所需的特定应用程序项目的发展,石墨烯理解石墨烯,但理解应用程序的商业伙伴。
只有通过合作才能最好的解决方案被开发利用潜在的石墨烯,引领新一代产品,石墨烯科学一直承诺。亚博老虎机网登录应用程序开发是一个持续的过程,需要耐心,但拥有巨大的承诺当试图解开真正独特的石墨烯的解决方案。
一般的石墨烯是快速、集中和灵活的,因为公司明白,成本和性能的组合(而不是单独性能)必须主体性,促进创新。如果你有兴趣解锁与一般的石墨烯,石墨烯的潜在联系今天团队的一名成员。
这些信息已经采购,审核并改编自通用石墨烯公司提供的材料。亚博网站下载
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