石墨烯可分为石墨烯粉体和薄膜两种形式
发布时间:2019-01-23 01:42

  北京时间04月09日消息,中国触摸屏网讯,贵州新碳高科有限责任公司日前宣布其成功研制生产出柔性石墨烯散热薄膜,它能帮助现有笔记本电脑、智能手机、LED显示屏等大大提高散热性能。这一产品也被认为是中国首个纯石墨烯粉末产品,为石墨烯应用实现规模化商用提供可能。

  据了解,石墨烯薄膜具有很好的散热性。用约360摄氏度高的热源去靠近它时,石墨烯散热膜的表面温度可均匀保持在127摄氏度左右,这一温度较另一散热性较好的铜箔要低2%-3%。

  王恭凯说,散热薄膜是计算机、手机制造中的关键材料,像苹果手机目前用的散热膜是用石墨片制成的,而石墨烯制成的散热膜散热性能会大大优于石墨片。目前,新碳高科正在研究石墨烯基超级电容器、石墨烯基锂电池等项目,预计不久的将来会有更多的石墨烯应用产品问世。

  石墨烯散热薄膜外观与锡箔纸相似,柔韧能任意折叠,可用剪刀剪成任意形状。“薄膜厚度控制在25微米左右,相当于普通A4纸的三分之一厚”,贵州新碳高科技术总监王恭凯博士说。

  2010年的诺贝尔物理学奖授予给了两位英国大学教授,主要原因是他们于2004年在世界上最早从块体石墨材料中分离出石墨烯。仅有一个碳原子层厚度的单层石墨烯,是一种具有良好导电性、散热性和透光度的新材料。

  王恭凯博士介绍,通过制备高浓度不团聚的石墨烯溶液,形成有良好定向性的石墨烯微片层状结构,然后在高温特定化学气氛下还原,使石墨烯微片边缘晶粒长大,最后扩展成为大面积连续二维结构的石墨烯柔性散热薄膜。这一方法生产出来的薄膜产品经国家科技部2013年3月进行科技查新,被确认为没有先例,是中国首个。

  国内外石墨烯的学术和应用开发不断。从应用角度来看,石墨烯可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜两种形式。中科院重庆绿色智能技术研究院曾研发出15英寸的单层石墨烯,透光率可达98%,主要应用于触摸屏。石墨烯薄膜有望成为下一代柔性电子产品的关键材料。石墨烯有望使新材料和新器件更薄、更轻、更强、更具柔性,应用前景广阔。

  石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp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。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

  据介绍,石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,可以作为制备新型触摸屏的核心部分――透明电极的材料。

  与现有手机触摸屏材料相比,石墨烯优点更多,被认为是目前世界上最薄、几乎完全透光、强度也最大的材料。

  它究竟薄到哪种程度?中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞解释,石墨烯只有0.34纳米厚,粗略估计一下,一根头发丝的直径,大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度,所以用肉眼是看不见它的。它自身只吸收约2.3%的光,能够做到几乎完全透光,让触摸屏亮度更好,同时,还能保证很高的电导率,这对于过去那些触摸屏材料来说,是难以同时解决的。“过去认为钻石热导率最高,但是石墨烯是它的2倍。”

  值得一提的是,石墨烯还具备很好的柔性,也即是说,它在一定程度上可以弯曲折叠,不会对屏幕造成损害。

  “从这些优点来看,石墨烯特别适合在电子信息产业中应用。像IBM、三星这些大企业,都相当关注它的发展。”史浩飞说。