石墨烯和玻璃平均的互补性,他们一起去共进出色。这种融合的发展仍然是汽车行业特别有益。
石墨烯是一种常为其新颖性质促进的奇迹材料。该材料由二维六边形晶格布置中的单层碳原子组成,具有机械强度,电动和导热性,灵活性,从而使其成为电子产品开发中的重要组成部分。但是这种显着的材料具有另一个,通常较少的吹捧性,即在与这些方面加上时,使其可用于开发玻璃和窗膜 - 它是光学透明的。
强度和在创造和改善石墨烯/玻璃融合石墨烯平均强商业动机的光学透明度。这是在汽车行业特别感兴趣的。
Stek Automotive.
Stek Automotive.只是追求这种发展的领域的许多开发人员之一。作为其中的一部分,美国公司刚刚宣布推出高级纳米陶瓷窗膜NEX。纳米陶瓷窗膜含有钨钨和锑锡的石墨烯,以提供具有晶体清晰度的驱动器以及紫外线和眩光。这些后两种物质是有效的红外吸收剂,这意味着薄膜防止热量到达车辆内部。
作为NEX提供这些好处,它也允许电磁信号通过它不受阻碍,从而导致不中断到车辆内的电子和通信设备。
虽然这是石墨烯基玻璃薄膜的重要一步,但NEX并不是研究人员第一次尝试将它们的互补特性结合起来。
自从石墨烯是从石墨于2004年首次分离,它已经引起了极大的研究兴趣。这包括各种尝试以将其与玻璃制作的石墨烯和玻璃的组合赋予电显/热传导性和表面疏水性,而不会牺牲现有的玻璃的透明度集成。
将玻璃和石墨烯结合在一起成为焦点的部分原因是,人们发现石墨烯可以作为一种透明而坚韧的周围材料。这是因为它只有一个原子的厚度,而且每一层石墨烯只能吸收落在上面的2%的光。这是因为石墨烯的电磁场强烈地局限于其单层,但电子可以自由地在其表面移动。
自由电子只能吸收能量的量小。And because photons of particular wavelengths come within packages of fixed amounts — or quanta — of energy, the free electrons can only absorb a limited set of photons.
这意味着石墨烯的光学透明度和其导电性的装置,当它被加上玻璃,它不是为窗户和挡风玻璃只是有用的。石墨烯也可以是用于创建高度灵活的导线,多官能纤维和高精度sensors³是有用的。
石墨烯的强度源于碳原子在由共价键连接的晶格中按规则排列的事实。但是,石墨烯给玻璃带来的另一个好处是它的耐用性超过了抗拉强度。
石墨烯和玻璃
我们都很熟悉玻璃破碎的风险。毫无疑问,石墨烯的加入提高了玻璃的抗拉强度,使其更加耐用。
什么是虽然不太熟悉,是一个事实,即玻璃也容易受到腐蚀。随着时间的推移,在高湿度下和pH水平,许多类型的玻璃可以开始腐蚀。腐蚀玻璃失去其透明度和强度降低。
2016年,基础科学研究所(IBS)多维碳材料中心(CMCM)的研究人员首创了一种石墨烯涂层,可以保护玻璃免受腐蚀。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
创建石墨烯集成玻璃具有在玻璃或转印涂布生长于金属的石墨烯膜,通常涉及铸造的石墨烯纳米薄片,但另一个本发明的方法已被直接生长在glass²石墨烯。此方法中,由IBS团队使用,消除了污染,并且可以得到更优质的玻璃/石墨烯混搭集成过程中引起的潜在损坏。
由于玻璃表面上的水吸附,腐蚀可以开始。然后水离子从水中扩散到玻璃中并与存在于玻璃表面上存在的钠离子交换。玻璃表面附近的水的pH增加,允许硅酸盐结构溶解。因此,石墨烯的疏水性质可以帮助减轻这种情况。结果,由于其化学惰性,石墨烯在用作薄涂层时是一种优异的化学屏障。这些品质意味着石墨烯也可用于保护其他车辆区域,例如涂料,车身和轮子装饰。
参考
¹NEX:高级纳米陶瓷隔热膜,Stek Automotive.[2020], [https://www.stekautomotive.com/windowfilm/nex]
²陈。x,陈。Z,太阳。J。,。杨峰,[2016],“石墨烯玻璃:在传统玻璃上直接生长石墨烯”,ACTA物理奇玛学报,[DOI:10.3866 / PKU.WHXB201511133]
³太阳。L,江。C.,[2015],“石墨烯涂层超薄玻璃薄膜:一种增强量子发射器自发发射的新材料”,纳米信件,[https://doi.org/10.1007/s40820-015-0037-5]
王⁴。B,狡猾。b . V。公园。S-Y。,黄。M。等,[2016]'石墨烯涂层作为屏障层,防止硅酸盐玻璃的水诱导腐蚀,”ACS Nano,DOI:10.1021 / acsnano.6b04363
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