www284net日本,亚洲国产精品日韩在线,国产情侣愉拍360小视频,自拍偷拍2020,日本AV影音先锋,色色色歺厅

Menu

石墨烯,如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)?

2020年7月21日 Bronkhorst

“石墨烯旗艦項(xiàng)目”源于歐洲委員會(huì)。該項(xiàng)目旨在2020年之前將石墨烯應(yīng)用商業(yè)化,即從實(shí)驗(yàn)室到消費(fèi)者市場(chǎng)。

什么是石墨烯?
石墨烯可細(xì)分為三種類型:?jiǎn)螌印㈦p層和多層:
  • 單層石墨烯純凈,并獨(dú)具特色。這些特性使(單層)石墨烯可被廣泛應(yīng)用并極具吸引力。
  • 雙層和多層石墨烯具有它性(不定性)特征。層數(shù)增加,生產(chǎn)成本越低。
石墨烯生產(chǎn)與質(zhì)量流量測(cè)控本文只涉及單層石墨烯。石墨烯是僅由單一碳層原子構(gòu)成的二維材料;與鉆石和鉛筆中采用相同的材料。石墨烯中的碳原子以六邊形排列并具有以下特性:
  • 硬度比鋼高200倍
  • 比頭發(fā)絲薄1000000倍
  • 材料輕(1平方米重約0,77毫克)
  • 靈活
  • 透明
  • 分子難以穿透
  • 導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能好
石墨烯還可與其他材料(如氣體和金屬)結(jié)合,產(chǎn)生具有上述特性的新材料或改善現(xiàn)有材料。目前尚無方法可用于大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯,且成本不可控。然而,這項(xiàng)研究的腳步從未停止。
石墨烯生產(chǎn)與流量控制
Model structure graphene_558
增強(qiáng)等離子的化學(xué)氣相沉積(PE-CVD)
目前有幾種方法可以生產(chǎn)石墨烯。單層石墨烯生產(chǎn)中更常用的方法之一是增強(qiáng)等離子的化學(xué)氣相沉積(PE-CVD)。加熱氣體混合物-至少一種氣體含有碳-加熱形成等離子。質(zhì)量流量計(jì)和控制器用于CVD工藝,以精準(zhǔn)地配給氣體和液體。PE-CVD工藝中,等離子在鎳或銅基底上形成石墨烯分層。真空中加熱,但也可使用更環(huán)保的CVD工藝,即在大氣壓下加熱。通過化學(xué)氣相沉積,可以生產(chǎn)大片石墨烯。某些前導(dǎo)體是要蒸發(fā)的液體并以氣態(tài)形式用于CVD工藝。以準(zhǔn)確的比例和精度建立等離子非常重要,使用高精度流量?jī)x表可以實(shí)現(xiàn)。等離子的偏差會(huì)導(dǎo)致石墨烯層瑕疵。瑕疵可能是2D結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)并改變材料的特殊屬性。
采用大氣壓等離子技術(shù)研發(fā)高品質(zhì)石墨烯
駐西班牙的分銷商Iberfluid Instruments S.A最近與科爾多瓦大學(xué)合作開展一項(xiàng)研究,尋求在大氣壓下使用等離子技術(shù)研究大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的可能。研發(fā)設(shè)備采用Bronkhorst蒸發(fā)系統(tǒng)(CEM系統(tǒng))蒸發(fā)乙醇形成等離子。通過蒸發(fā)系統(tǒng),液體直接蒸發(fā),為等離子提供可用的氣源。該蒸發(fā)系統(tǒng)的一種配置是CEM、液體乙醇流量計(jì)(即mini CORI-FLOW系列的科氏質(zhì)量流量計(jì))、氬氣載氣流量控制器(EL-FLOW質(zhì)量流量控制器)和溫控閥或混合閥。系統(tǒng)具有優(yōu)化的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。這些特性保證了等離子的可靠產(chǎn)生,最終生產(chǎn)出更高品質(zhì)的石墨烯。在文獻(xiàn)“由微波氬等離子分解乙醇產(chǎn)生可伸縮的石墨烯”中,闡述了科爾多瓦大學(xué)(ES)在PE-CVD石墨烯生產(chǎn)工藝中選擇Bronkhorst控制蒸發(fā)混合系統(tǒng)的原因。
科爾多瓦大學(xué)研究所用的Bronkhorst CEM系統(tǒng)
科爾多瓦大學(xué)研究所用的Bronkhorst CEM系統(tǒng)
石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域
因其許多特殊的屬性,石墨烯研究在眾多領(lǐng)域得以應(yīng)用,以單層和雙層石墨烯為主。目前看來,單層石墨烯的效能依舊良好。同時(shí)也需考慮采用薄片。這些薄片是石墨烯的微小碎片,能與其它材料混合,譬如聚合物。添加石墨烯薄片能夠改善這些材料的特性,石墨烯因此廣泛應(yīng)用于不同的行業(yè)。如下是單層石墨烯應(yīng)用的一些例子:
  1. 水凈化:科學(xué)家們正在研發(fā)基于氧化石墨烯的高級(jí)過濾系統(tǒng),將污水凈化為飲用水。
  2. 醫(yī)療行業(yè):石墨烯對(duì)人體無毒,相關(guān)的研究將藥物附著在石墨烯上并在體內(nèi)輸送藥物的可能性。石墨烯還能防止細(xì)菌的形成,它是植入物涂層的理想選擇。
  3. 能源行業(yè):表面積大,導(dǎo)電性能好,使得石墨烯能用于儲(chǔ)能。目標(biāo)是使石墨烯電池更緊湊并增強(qiáng)電池快充的能力,實(shí)現(xiàn)秒充。
  4. 紡織行業(yè):石墨烯能夠處理紡織品中的電子產(chǎn)品,例如有效而高效且高精度的傳感器。此外,能夠制造石墨烯防腐涂層和導(dǎo)電油墨。
  5. 半導(dǎo)體行業(yè):歸功于良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性,石墨烯有望提高(計(jì)算機(jī)和智能手機(jī))芯片的速度和容量。
我們將繼續(xù)密切關(guān)注石墨烯的研發(fā)并即時(shí)分享給大家。
?
Back to overview