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石墨烯制造技术

技术来源:牛津大学 ISIS 项目编号:08727 发布时间:2015-08-19  

  一种制造石墨烯和其他平面纳米材料的可商业化的流程技术,该技术利用便宜的铜箔进行化学蒸汽沉积。

  未满足的需求

  石墨烯,一种单原子厚的碳原子层,在能源和医疗领域里具有极大的应用潜力。虽然大量的资金投入到石墨烯性能的研发,但是为了全面发掘其在新兴应用领域的性能,还需要通过商业开发进行批量生产,使石墨烯的价格可以承受,质量能够保证。

  至今尚未解决的问题是,大面积化学蒸汽沉积石墨烯薄膜的许多细小鳞片(区域)在铜箔表面随机导向,在石墨烯薄片表面形成颗粒边界(如下图所示),降低了石墨烯的机械强度和导电性能。

  光学显微照片显示的石墨烯细小鳞片形成晶粒边界

  发展前景

  牛津大学的该项技术通过控制铜箔基片的晶向并且对鳞片进行调整克服了上述限制(如下图所示)。通过变化石墨烯生长过程中的压力,可以选择生长单层石墨烯鳞片或者双层鳞片(具有独特导电性能的双层碳原子)。该技术也是一种通用纳米材料应用开发制造工序的重要工具。

  扫描电子显微镜下对齐的六边石墨烯鳞片图像

  专利现状和技术成熟度

  该牛津大学的发明先申请了英国专利,有29条条款。该制造工序的开发得到了一家材料检测设备制造的跨国公司支持。技术成熟度被评价为二级。

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