石墨烯会是下一个工业革命的核心
时间:2017年06月09日    来源: 深圳市千代电子材料有限公司


 石墨烯会是下一个工业革命的核心吗?

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。

石墨烯能成为下一代颠覆性技术,替代目前使用的一些材料、开创新市场吗?它是否足够多功能从而使我们生活的方方面面发生突破性变革吗?从石墨烯的性质来看,它的确有这个潜力。石墨烯是科学家制备的第一种二维原子晶体。它的许多参数——如刚度、强度、弹性、电导率、热导率等等都是无与伦比的。这些性质表明石墨烯能够替代许多其他材料。然而,这么多优异的特性集中于这一种材料上意味着石墨烯将可能导致变革性的技术。石墨烯的透明性、雷竞技电竞性和弹性使其可应用于柔性电子器件,而透明性、抗渗性和雷竞技电竞性使其可应用于透明保护膜和隔膜;这种性质的组合应用正越来越多。然而,新技术的应用通常是一个时间长、代价高的过程,石墨烯的性质足够特殊,足够通用,能够改变现状从而转向更为便捷的新技术吗?
1.石墨烯动力电池行业
随着新能源交通工具逐步替代内燃机交通工具的进程加快,锂离子电池被认为是现代材料和新能源科学的经典能源。但是动力电池的充放电性能和储能性能一直是制约新能源行业发展的主要障碍。
石墨烯优异的电子迁移率性质和极低的电阻率使得其作为锂电池正负极材料或锂电池正负极雷竞技电竞剂,将有效改善锂电池电极循坏性能,提高充电速度和储能性能。
2.石墨烯复合材料行业
石墨烯本身的特性通过与其他材料复合,可以改变原有材料的特性,可发挥原有材料更大的优势。
◆橡塑塑料复合(石墨烯粉体)
将石墨烯粉体加入橡胶、塑料等基底中可以提高基底材料的雷竞技电竞、导热性以及强韧度,对材料进行综合改性,例如增强塑料、防静电塑料、导热塑料。
◆金属、半导体材料、高分子材料复合(石墨烯油墨)
将石墨烯油墨与基地材料进行复合:金属及其化合物,如金、银、铜、铝等;半导体材料,如硅、锗等;雷竞技电竞高分子和小分子,如石墨等。

使得减低基地材料的电阻、增加雷竞技电竞性、光学透明性以及强度韧性。在各类雷竞技电竞线路以及传感器、无线射频识别系统、智能包装、医学监视器等电子产品中有广泛应用。例如,国家电网电缆内部雷竞技电竞体多采用铜线,如果以铝线作为雷竞技电竞体将会降低成本,将石墨烯油墨与铝线复合将会增加铝线的雷竞技电竞性和强度韧性,从而代替传统铜线。

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将石墨烯粉体与高分子合成树脂材料混合制作的石墨烯远红外雷竞技竞猜雷竞技App下载通过印刷技术制作成远红外石墨烯雷竞技竞猜板或石墨烯雷竞技竞猜膜具有比传统添加碳粉制作的油墨具有更高的热转化率、更快的升温速度、更强的远红外辐射以及无电磁辐射的强大优势,目前深圳市千代电子材料有限公司为该领域的领头羊。

◆防腐涂料
防腐涂料中添加石墨烯后,石墨烯能够形成稳定的雷竞技电竞网格,有效提高锌粉的利用率。从实际效果来看,添加约5%的石墨烯粉,可减少50%锌粉的使用量。
同时,石墨烯涂层能在金属表面与活性介质之间形成物理阻隔层,对基底材料起到良好的防护作用。我国石墨烯复合防腐涂料技术已经非常成熟,该技术已应用于海上风电塔筒的防腐。
未来石墨烯在石油化工行业和电力行业的建筑、船舶、铁道、桥梁码头、集装箱等防腐涂料方面将具有更广阔的市场空间。
3.石墨烯触控屏应用
石墨烯触控屏产品已出,将部分取代ITO 触控屏。当前市场中的触控产品以ITO(氧化铟锡)为主。但与之相比, 石墨烯触控屏的性能更出色,且具有柔韧和宽温度适应性两大特点。
触控屏市场规模巨大,石墨烯触控需求有望快速增长。全球触控屏市场规模巨大,目前,石墨烯触控屏的技术已经相对成熟,2016年我国自研的首款石墨烯手机问世,其可以任意弯曲,不仅解决传统手机ITO屏刚性易碎的问题,并且石墨烯透光性很强因此显示效果也比传统ITO屏更清晰,另外重量只有200克。
4.石墨烯超级电容器
超级电容器是一种能量存储和功率补偿的器件,在混合动力、移动通讯、应急电源、国防科技等领域有广阔的应用前景。电极材料是其生产的关键部分,占整个电容器生产成本的40%左右,目前超级电容器电极材料应用最广泛的是碳材料,包括活性炭和碳纳米管等。
我国传统超级电容器市场规模巨大,即使未来石墨烯电容器在其中仅占比10%,预计未来石墨烯粉体用于石墨烯超级电容器电极的市场规模也将超过10亿元。
2014年,我国已经可以生产石墨烯超级电容器,该电容器单体储电量达到3000法拉。2016年,我国推出了超级电容器公交车,每次充电仅需3分钟,最多可行驶20公里。由于蓄电时间短和放电过快,导致超级电容器在动力电池方向的使用还不是一个稳定的产品,如果能解决超级电容器的能量密度问题,超级电容器将有可能出色的替代市面上所有的动力电池,石墨烯超级电容器将至少是个百亿级别市场规模。
5. 其他未来应用
◆生物医学
石墨稀量子点的生物相容性良好,并且具有良好的光学性质,其可以广泛用于细胞成像、纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗、生物传感器等生物医学领域的研究。
◆可穿戴设备
目前可穿戴设备在适配人体结构上存在致命缺陷,不可任意弯曲、自由伸缩的柔性显示屏和原材料并没有应用到其中,这将限制智能穿戴设备的使用方式。
石墨烯具备透明、柔韧,雷竞技电竞性能高,可以任意变化,应用于穿戴设备才能更好适配人体,实现消费突破。当前,技术上石墨烯柔性屏幕已经获得突破,如果突破柔性原材,石墨烯将在未来会更好地适配可穿戴设备。
从上述内容看来石墨烯的潜力是巨大的,必将引发新一轮的工业革命。

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