用高质量的CVD石墨烯生产解锁石墨烯的潜力

“奇迹材料”石墨烯被困在实验室近二十年中,终于在工业规模的具有成本效益的质量CVD石墨烯膜的开发中解锁了潜力。

图片来源:通用石墨烯公司

自从2004年被教授安德烈·吉姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺维洛夫(Konstantin Novoselov)教授发现以来石墨烯原始石墨烯仅在一个看似无限的理论实验循环中被称为“奇观材料”。

  • Ultrathin(.345 nm)。
  • 灵活的 - 杨的模量为1 tpa。
  • 固有拉伸强度为130 GPa(比钢强200倍)。
  • 导热率> 3,000 wmk(石墨为2,000 wmk)。
  • 精确的πα≈2.3%(即透明)的光学吸收。
  • 所有气体的不可渗透障碍。
  • 室温电子移动性200,000厘米2/(v·S)(硅为1,400厘米2/(v·s))。
  • 分解电流密度为107A/mm2(铜为1,000 A/mm2)。

简而言之,石墨烯是人类已知的最强,最薄,最有导电材料。其他特性包括透明度,不渗透性以及化学惰性和生物相容性。

有人说,石墨烯的应用潜力仅限于想象力。想法浮出水面,它可以使无尽的清洁水,可以在几秒钟内和持续数天甚至太空电梯的整个充电周期进行的无尽供应。

因此,Geim和Novoselov因此获得2010年诺贝尔物理奖就不足为奇了。

令人不安的二分法

石墨烯几乎经过了详尽的研究,可能比历史上的任何材料都更重要。然而,经过二十年的调查,令人不安的二分法围绕着发展:尽管围绕石墨烯特性的假设是非常真实的,但它们也非常误导。

在实际条件下(至少尚未),在任何规模上都无法合成“原始石墨烯”。此外,石墨烯生产已被证明是复杂且昂贵的。一旦考虑到具有无限的商业和技术潜力,人们现在就变得可疑,并认为这种承诺更像是一种幻想,而不是现实。

的确,周围的炒作可以说导致了更多的失望,而不是满足感。

历史上充满了“真理”,最终被证明是误导性的,而且是错误的(例如,地球是平坦的,太阳围绕地球旋转,压力会导致溃疡,等等)。但是,石墨烯并非如此。

欧洲杯线上买球科学促进了对石墨烯的深入研究以及识别它并理解其理论潜力的能力。欧洲杯线上买球但是,仅科学不能帮助发挥这种潜力。

我们生活的时代是复杂而混乱的。不可能知道或预测一切。但是,随着时间的流逝,本质上的固有顺序使自己变得清晰,而混乱通常会在它的情况下消失。有些人能够看到这一点,但是大多数人不能。

查尔斯·达尔文(Charles Darwin),亚当·史密斯(Adam Smith)和阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的职业表明,尽管他们不能总是能够完美地解释这一点,但他们完全意识到自然界中发现的顺序比大多数人都更好。

解锁石墨烯

图片来源:通用石墨烯公司

定义科学欧洲杯线上买球

爱因斯坦的门生理查德·费曼(Richard Feynman)于1966年4月向国家科学教师协会发表了讲话,当时他建议可以让学生认为科学家的方式 - 欧洲杯线上买球开放的思想,好奇和持怀疑态度。

在整个演讲过程中,他提供了科学的定义,他说这是基于多个阶段的:智能生命在地球上的演变 - 诸如猫玩和从欧洲杯线上买球经验中学习的猫之类的生物;人类的演变,他们开始通过语言进行交流以交换知识并为子孙后代保留信息。

当然,错误的知识可以像正确的知识一样容易传递,因此需要额外的步骤。伽利略和其他人对所谓的真理有一些疑问,并开始调查从头开始从经验来看,真实情况是 - 结果,科学诞生了。欧洲杯线上买球

欧洲杯线上买球正如Feynman所概述的那样,科学使人类能够清楚地看到宇宙内的固有顺序 - 取决于我们开放的,好奇的,愿意怀疑我们已经知道的事实。

底部有足够的空间

1959年12月,Feynman向美国物理学会发表演讲,名为“底部的足够空间”。Feynman表示,谈话的主要重点是“小规模操纵和控制事物的问题”。

它通常被认为是纳米技术的诞生,它仍然为研究人员提供了重要的见解,以更好地了解我们周围的世界 - 在尝试更好地了解石墨烯时,它非常有价值。

Feynman在演讲中说:“我不怕考虑最终的问题,即最终 - 在伟大的未来 - 我们可以按照我们想要的方式安排原子……如果我们可以一一安排原子会发生什么我们想要他们的方式?(在实际的限制内,您不能将它们放置在化学上不稳定的情况下)。”

Feynman的材料清楚地描述了像石墨烯,尽管它只是许多此类纳米材料中的第一个。欧洲杯足球竞彩

我们如何处理具有正确层的分层结构?如果我们真正可以按照我们想要的方式安排原子,那么材料的特性欧洲杯足球竞彩将是什么?在理论上调查他们将非常有趣。I can’t see exactly what would happen, but I can hardly doubt that when we have some control of the arrangement of things on a small scale, we will get an enormously greater range of things we can do, due to the possible properties that such substances can have.

理查德·费曼(Richard Feynman)

虽然在短短几年内,今天的技术将被视为不切实际的原油,但一个人确实在月球上行走的技术比当今智能手机中的技术更有限。

小规模的原子在大规模上表现出色,因为它们满足了量子力学定律。因此,当我们下降并摆弄那里的原子时,我们正在制定不同的法律,我们可以期望做不同的事情。

理查德·费曼(Richard Feynman)

Feynman想象的“伟大未来”终于到了。尽管这种未来仍然处于新生状态,就像石墨烯一样 - 最终存在原子的能力。

引入一般石墨烯

建立石墨烯将以释放石墨烯潜力的重点建立,并提供了一些清晰(但微妙的)真理:

  • 石墨烯不是“一尺寸适合所有材料”的材料。与金属合金类似,可以改进和操纵其特性以满足特定应用的需求,并将石墨烯与其他材料结合在一起通常会导致后者的性质的显着改善。欧洲杯足球竞彩
  • 批量生产的石墨烯不仅是一个科学问题。这是一个工程问题。
  • 任何新材料的第一步是发展能力以较低的成本有效生产。“工业规模”一词是“较低成本”的代名词。

一段时间以来,石墨烯一直是混乱的来源,这是两个化学上相同但物质上不同的事实的结果:

  • “自上而下”石墨烯,来自去角质石墨。
  • “自下而上”石墨烯,通过化学蒸气沉积(CVD)合成。

同样,还有其他形式的碳,例如钻石和石墨,它们在化学上也是相同的,但没有人将它们混合在一起。尽管两种类型的石墨烯通常被一般地归类为平等,并且两者都提供了类似的令人印象深刻的属性,但没有人熟悉两种类型的人都会将它们混合在一起。

去角质石墨是黑色粉末,尽管通常被归类为“膜”,但每个颗粒通常的测量通常小于几微米厚,标准的测量单位是千克或克。通过比较CVD石墨烯是一种透明的连续膜,可以用几纳米进行测量,标准的度量单位为平方米或平方厘米。

图片来源:通用石墨烯公司

获得石墨烯

以前已经确定,可以通过使用普通实验室的“管炉”来通过CVD获得最优质的石墨烯。该过程非常简单。闭合的石英管充当反应室。

将催化金属底物(通常是铜或镍箔)放入管中,并清除氧气以产生惰性气氛,同时将管加热至极端温度(> 1,000°C)。

然后,引入气态碳(例如甲烷或CH4)以微量量(即零件为百万)完成并脱氢(碳与氢分离),最终将自身沉积在催化金属箔上,产生连续的石墨烯膜。

但是,不幸的是,CVD过程在历史上一直很慢。由于石英管的尺寸有限,只能生成少量石墨烯,每批是一个独特而孤立的过程,它是极其昂贵

换句话说,通过常规CVD方法合成的石墨烯与现代工业过程完全相反,该过程需要高生产率,可重现和一致的结果以及低成本。

将批处理流程扩展到连续生产线提出了看似无法克服的挑战,但是与大多数良好的创新一样,简单性是克服问题的关键。

创建一般石墨烯的主要目的是将CVD转换为工业规模的过程。如前所述,人们认识到这是通过商业化需求达到较低成本的唯一合适途径。

一般石墨烯公司现在拥​​有专利的专有大气CVD过程这具有制造高量,一致和高质量的石墨烯薄膜,以较低的成本以卷结构。普通石墨烯是唯一不使用石英管的石墨烯制造商。

普通石墨烯首先证明的方法是在模块化试验生产机上进行的,其进一步的设计和精炼明确地进行了可伸缩性。

尺寸超过21 m的长度,其架子的生产机可以生成300毫米宽的石墨烯膜,该薄膜可以定制为任何长度(并且可以轻松缩放到更宽的宽度)。

该方法可以连续运行,因为在稳定状态下能耗大大降低。工艺输入和输出几乎相同,后者包含痕量的水蒸气和CO2。在此过程中不使用苛刻的化学品,并且生产中的所有物质都是可生物降解或可回收的。

驾驶创新

结论性地,石墨烯远非“一件尺寸合适”的材料。General石墨烯的过程促进了石墨烯的微调,以提出给定应用程序所需的最佳属性。

普通石墨烯认识到它仅提供了开发特定应用程序项目所需的一半解决方案的事实 - 普通石墨烯理解石墨烯,但要了解该应用程序的是商业合作伙伴。

只有通过协作,才能开发出最佳解决方案来利用潜在的石墨烯优惠,从而迎接了石墨烯科学长期以来一直承诺的下一代产品。欧洲杯线上买球应用程序开发是一个持续的过程,需要耐心,但在试图解锁真正独特的石墨烯解决方案时拥有巨大的希望。

一般石墨烯是快速,专注和灵活的,因为公司了解成本和绩效(而不是单独表现)必须协同作用以促进创新。如果您有兴趣将石墨烯与普通石墨烯的潜力解锁,请立即与团队成员联系。

该信息已从普通石墨烯公司提供的材料中采购,审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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