最新石墨烯研究机构和单位大全(5篇可选)

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第一篇:最新石墨烯研究机构和单位大全

第5章 石墨烯研究机构和单位

5.1 石墨烯研究领先单位

1.沈阳材料科学(国家)联合实验室,先进炭材料研究部 负责人:成会明院士

先进炭材料研究部主要开展碳纳米管、石墨烯等纳米炭材料及其复合材料的制备、性能和应用探索研究;针对能源和环境可持续发展的重大需求,致力于高容量储氢材料、高性能储能材料、高效太阳能利用与转换材料等的研究探索;材料+微信公众号内容专业,可以关注;研制高性能炭石墨材料及其复合材料并拓展其应用领域。

2.北京大学纳米化学研究中心 负责人:刘忠范院士

主要研究领域包括:1)石墨烯及其二维杂化材料的CVD生长、能带工程与新原理器件;2)碳纳米管的CVD生长与手性分离;3)石墨炔与新型碳材料;4)二维原子晶体材料及其光电性质;5)碳材料化学、维度效应及其拉曼光谱;6)纳米光学与低维物理;7)低维材料的理论与计算模拟等。3.中国科学院物理研究所,纳米物理与器件实验室 负责人:高鸿钧

四个研究组的研究方向包括:1.纳米信息材料和器件物性;2.单分子及纳米结构的电子输运研究;3.纳米器件及其物理;4.低维电子系统。4.清华大学,化学系,高分子化学与物理研究所 负责人:石高全近年来在石墨烯的化学制备与功能化等方面从事了系列研究工作,特别是石墨烯自组装薄膜,水/有机凝胶,气凝胶,石墨烯/高分子复合材料,石墨烯修饰电极以及共轭分子修饰石墨烯等方面取得了进展。材料+微信公众号内容专业,可以关注;开展了石墨烯材料在催化、能源、和传感方面的应用研究。5.清华大学,材料学院,纳米实验室

负责人:朱宏伟

纳米材料在光、电、力、热、磁等方面呈现出常规材料不具备的新奇特性,纳米技术从根本上改变了材料和器件的制造方法。做为一维和二维纳米材料的代表,碳纳米管和石墨烯的发现使碳的晶体结构形成更为完整的体系,实现了碳范式的里程碑式转换。我们的工作以石墨烯、碳纳米管等低维材料为研究对象,开发宏观尺度连续结构及新型同素异构体的制备方法;研究原子尺度下的微观结构和生长机制;探索纳米材料与技术在新能源、传感和环境等领域的潜在应用。6.中科院山西煤化所,709课题组 负责人:陈成猛

研究领域为:石墨烯化学法规模化制备、石墨烯基导电炭膜及其三维组装体、石墨烯掺杂与复合衍生物,及上述材料在储能、导热领域的应用探索 7.中国科学技术大学,化学与材料科学学院,先进功能材料实验室 负责人:朱彦武教授

功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。本课题组以化学法和物理法合成新型功能材料为主要研究方向,包括新型碳纳米材料,荧光材料,生物材料,光电复合功能材料等。材料+微信公众号内容专业,可以关注;发展多种功能材料制备的新方法、新技术,深入研究功能材 料的特殊物理、化学性质。选择有较好应用前景的新型功能材料,将其应用于光电能量转换与生物技术中。

8.东南大学 电子科学与工程学院,MEMS教育部重点实验室 负责人:孙立涛

他发明了实现石墨烯(单层石墨片)掺杂的新方法,首次观察到了单个金属原子在石墨烯面内运动与迁徙的过程。该方法的建立使得进一步深入研究石墨烯的各种性质及新的特性成为可能,为石墨烯在掺杂方面的实验研究拉开了序幕。同时,对石墨烯这种未来最具潜力的纳米半导体材料最终走向应用及实现产业化将具有不可磨灭的贡献

9.中国科学院宁波工研院,动力锂电池工程实验室 负责人:刘兆平

研究方向为石墨烯和动力锂离子电池及其材料技术。已在J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem., Adv.Mater.等著名学术期刊上发表论文110余篇,获他人引用4000余次;申请国家发明专利150余项,PCT专利6项;带领团队实现磷酸铁锂、石墨烯、锰酸锂等材料产业化技术和转移转化。材料+微信公众号内容专业,可以关注;主持承担了国家自然科学基金、中科院重点部署项目,中科院院地合作项目、宁波市科技创新团队项目以及企业合作等科技项目20余项 10.上海微系统与信息技术研究所 课题组负责人:谢晓明,研究员:丁古巧

主要从事高质量、低成本、大规模石墨烯材料制备及其在新能源方面的应用研究。2011年成为中国科学院首批青年创新促进会会员。2012年起兼任上海新池能源科技有限公司技术负责人。11.复旦大学,物理系 课题组负责人:张远波

工作主要集中在石墨烯的制备,电学输运特性,扫描隧道能谱,以及远红外能谱的测量。他与合作者在2005年的工作(以及英国的Geim实验组的工作)引领了全球对石墨烯的研究。从此以后他一直活跃在这个领域的前沿。12.南开大学纳米科学与技术研究中心 负责人:陈永胜

研究方向::1.纳米碳管的合成及应用2.单层石墨的合成与应用 3.基于纳米碳管及单层石墨的复合/加强多功能材料及器件4.有机高分子功能材料及器件 13.浙江大学高分子系 课题组负责人:高超

浙江大学高分子系高超课题组用纳米级的氧化石墨烯片纺制成长达数米的宏观石墨烯纤维。该纤维强度高,韧性好,可打成结或编织成导电的垫子,有望成为实现石墨烯在现实器件(如柔性电池和太阳能电池)应用的关键材料。材料+微信公众号内容专业,可以关注;相关研究成果发表在Nature Communications上,其中,“石墨烯纤维打结图”与“美国宇宙飞船退休之旅”、“俄罗斯太空返回舱”、“日本大地震”等11幅图入选NATURE 2011年度最佳图片。Nature News以Graphene Spun into metre-long fibres为题对这一研究成果作了专门报道。14.中国科学院纳米所 负责人:刘立伟

用化学气相沉积方法(CVD)以镍纳米颗粒作为催化剂合成单根单层碳纳米 管;用电子束曝光(EBL)等为微加工手段制作了单根碳纳米管,纳米线,单个纳米颗粒的纳米电子器件;纳米管场效应晶体管和纳米管量子器件的电子输运测量:(1)实现了完全基于碳纳米管的三端场效应晶体管器件;(2)在碳纳米管耦合到磁性和正常金属的器件的磁阻测量中,材料+微信公众号内容专业,可以关注;发现了依赖自旋的电子输运,揭示出碳纳米管量子点中存在的自旋极化行为。石墨烯与半导体量子点复合体系制备及实现具有光电导性能的透明导电的复合体系薄膜。已经在Adv.Mater., Phys.Rev.B, Appl.Phys.Lett., J.of Phys.Chem.B, J.of Phys.Chem.等国际高质量期刊发表相应工作结果。

5.2 石墨烯领先生产研究单位

1.南京科孚纳米技术

南京科孚纳米技术有限公司是一家由海外留学人员创办的高科技公司。公司秉持以人为本的宗旨,追求人与自然的和谐发展, 致力于低维纳米材料(包括二维石墨烯功能材料,硫化钼半导体材料,氮化硼绝缘材料等)的设计,研发,生产,技术咨询,技术转让,技术服务,产品销售和质量管理等相关业务。2.南京先丰纳米材料科技有限公司

南京先丰纳米材料科技有限公司注册于南京大学国家大学科技园内,专注于石墨烯、富勒烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线、超级电容器发展方向,立志做先进材料及技术提供商。材料+微信公众号内容专业,可以关注;先丰纳米作为江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟的发起单位,被推选为联盟首届副理事长单位,公司总经理被推选为副理事长。3.南京吉仓纳米 吉仓纳米是石墨烯行业第一家编制石墨烯标准的企业,是国家石墨烯标准化委员会工作组成员。2009年以来,南京吉仓纳米科技有限公司由最初的石墨烯、氧化石墨烯两款产品发展到现在的几百款产品。

一.石墨烯产品自成体系,从石墨烯量子点到微尺寸、小尺寸、普通尺寸、大尺寸、超大尺寸等一应俱全。

二.CVD石墨烯膜系列,包括铜基、硅基、PET等各种基底石墨烯膜。特别是我公司开发的可剪裁的快速转移石墨烯膜更是扫清石墨烯转移的试验障碍,给石墨烯膜的研究人员提供了方便。

三.碳纳米管类产品包括单壁、双壁、多壁极其改性产品门类齐全。四.超级电容器活性炭的研发,于2013年研制出水系电容量高达300法拉/克以上的活性炭材料,为超级电容器在动力电池的使用上,提供更多的选择。4.南京新月材料科技有限公司

南京新月材料科技有限公司于2012年5月成立,公司坐落于南京经济开发区紫金(新港)科技创业特别社区,是一家集石墨烯复合材料、功能型石墨烯以及特种结构石墨烯材料的研发、生产、销售为一体的高科技企业,先后获得江苏省“双创计划”、南京市“321计划”的资助。5.常州第六元素材料科技

常州第六元素材料科技股份有限公司成立于2011年,是一家专业从事石墨烯粉体研发、生产、销售,以及石墨烯应用技术开发的高新技术企业。公司一年一个台阶,实现了跨越式的发展。材料+微信公众号内容专业,可以关注;2011年12月,建成了日产公斤级的中试生产线;2013年8月,在质量技术监督局备案第一个关于石墨烯粉体的产品质量标准;2013年11月,一条年产100吨 氧化石墨(烯)的自动化生产线宣布投产,2014年9月,公司取得德国TUV NORD ISO9001产品质量体系认证;2014年10月,公司获准在全国中小企业股份转让系统有限公司挂牌。6.常州二维碳素科技

二维碳素技术团队于2008年率先发表了化学气相沉积法合成石墨烯,世界上首次成功生长出宏观大尺寸高质量石墨烯薄膜,使得大规模生产石墨烯薄膜成为可能,团队成员也因此受到了诺贝尔奖获得者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫博士的共同赞誉。基于此,2011年底,二维碳素正式落户江苏常州,凭借团队的技术优势,一直引领石墨烯产业在国内迅速发展;2012年1月,率先发布世界首款石墨烯电容式触摸屏,确立了石墨烯薄膜的首个产业化应用方向;材料+微信公众号内容专业,可以关注;2013年5月,年产3万平米石墨烯薄膜生产线建成投产,石墨烯触控手机新品也随之发布,石墨烯产品正式形成市场销售。二维碳素每一次进步都推动了石墨烯产业时代的飞速发展;公司预计将在2014年达到20万平米石墨烯薄膜材料的生产能力,进一步推动石墨烯产业更大规模的发展 7.常州碳元科技

碳元科技股份有限公司坐落于风景优美的常州武进西太湖产业园区,注册资本1.56亿元人民币。公司为江南石墨烯研究院理事单位,是常州市“龙城英才计划”的重点培育企业,也是省级“高新技术企业”;2013年,公司荣获常州市“工业三星企业”,武进经发区“税收贡献企业”银奖;2014年,荣获“江苏省优秀民营企业”等多项殊荣。

公司自主研发的人工高导热石墨膜系列产品,材料+微信公众号内容专业,可以 关注;填补了该项技术领域的国内空白,成为国内第一家拥有自主知识产权及完备生产工艺的专业解决电子产品高散热问题的企业,并拥有专利61项,其中授权30项,包括2项发明,26项实用新型及2项外观专利。经过3年的跨越式发展,碳元与国内、国际多家知名智能手机、平板电脑厂商建立了良好和长期的合作关系。8.江苏悦达

江苏悦达新材料科技有限公司成立于2013年11月,是江苏悦达投资股份有限公司(股票简称“悦达投资”,证券代码:600805)的全资子公司。公司位于中国江苏盐城经济技术开发区,注册资金4.5亿元,员工总数337名,现有一家全资子公司(江苏悦达墨特瑞新材料科技有限公司)和一家控股子公司(江苏悦达卡特新能源有限公司,占股80%),主要产品有人工高导热石墨膜、石墨烯及其复合产品、生物柴油及其衍生品等。9.无锡格非电子薄膜

无锡格菲电子薄膜科技有限公司位于无锡市惠山经济开发区石墨烯产业园5号厂房;是一家专门从事CVD石墨烯薄膜研发、生产、销售的高科技企业,为常州第六元素材料科技股份有限公司全资子公司(证券代码:831190)。公司拥有由大批海归博士组成的核心研发团队,自主核心发明专利50多项,是全球最大的CVD石墨烯量产公司之一。10.无锡烯晶碳能新材料科技

烯晶碳能电子科技无锡有限公司以“挑战储能智慧,让人类更好的享受能源”为使命,为了给用户创造超预期的价值而持续创新,追求产品性能和品质的不断提升和解决方案的卓越,公司的第一代产品为超级电容器。全球率先推出的3V4000F超级电容器单体能量密度高至10Wh/kg,比市场主流2.7V 3000F产品能量密度增加64.5%。

烯晶碳能开创性的提出超级电容器CRAMS产品设计、制造理念,强烈指出高品质的超级电容器必须具备产品一致性、可靠性、可用性、维护性和安全性,并以此衡量产品优劣和指导各项技术管理工作的开展,特别强调以数据来体现卓越、以数据来推动持续改进。材料+微信公众号内容专业,可以关注;烯晶碳能导入了MES制造执行管理系统,实现了设备联网,生产全程工艺参数自动化和信息化管控,并实现online SPC,烯晶碳能的先进制造管理理念和产品获得了多家知名用户的高度认可。

11.无锡同创石墨烯应用科技有限公司

江苏同创节能有限公司是一家专业从事新型纳米高分子远红外发热材料的公司。公司运营总部位于闻名全国的卫生文明示范城市张家港市。公司兼新型纳米高分子远红外发热材料研发、生产、安装、服务于一体,自主研发的新一代纳米高分子远红外发热产品已通过“国家红外及工业电热产品质量监督检验中心”的检测,经过SGS测试符合欧盟ROHS指令。无锡同创石墨烯应用科技有限公司的主要产品有:1,石墨烯改性导电涂料。2,石墨烯改性导热膜。3,石墨烯改性远红外电热膜。4,电热膜、电热布系列产品。5,石墨烯导热复合材料。12.苏州格瑞丰(Graphene)纳米科技有限公司

苏州格瑞丰(Graphene)纳米科技有限公司,成立于2012年8月,由中科院苏州纳米所技术团队牵头,获苏州工业园区纳米领军支持创办的企业,是全球高质量薄层石墨烯的领导企业,为江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟发起单位和理事单位之一,为“江苏省民营科技企业”。高质量薄层石墨烯(Few-layer graphene)是公司具有技术优势的品牌产品。试剂级的高质量薄层石墨烯厚度从单原子到若干原子层,产品典型厚度可为~ 1 nm 和~2-3 nm, 具有完美的晶化程度,几乎不含任何官能基团和拓扑缺陷。工业级产品包含高质量多层石墨烯粉体(~3-5 nm),及其导电、抗静电、导热、电热、散热、防腐的浆料和油墨等。产品质量(纯度、层厚、尺寸、电导率、热导率等)均达到国际先进水平。材料+微信公众号内容专业,可以关注;石墨烯及其复合体系产品应用领域涉及储能、功能涂料、电子、光电子、导电和导热复合体系、汽车、航天及建材等领域 13.泰州巨纳新能源

泰州巨纳新能源有限公司(SUNANO ENERGY)于2010年7月注册在泰州,是国内最早的专业的石墨烯公司之一(诺贝尔奖前),是全球首家市场化的石墨烯新材料公司, 2012年注册资本增加到人民币1.1亿元,主要从事石墨烯材料及相关设备的研发、制备和应用,以及石墨烯的检测服务,多项技术国际领先。团队主要由留学美国、法国、英国、新加坡的博士组成,部分核心成员师从世界石墨烯之父、2010诺贝尔物理学奖获得者---英国曼彻斯特大学盖姆教授。巨纳新能源与英国曼彻斯大学、英国国家物理实验室、新加坡南洋理工大学、新加坡国立大学、上海交通大学、东南大学等知名高校保持紧密合作,加快了产品的不断创新和产业化进程。材料+微信公众号内容专业,可以关注;公司立足石墨烯这个战略型新兴产业,2011年在泰州市政府的大力支持下,建立了国内首个石墨烯研究及检测平台:“泰州石墨烯研究及检测平台”,平台总投资5600万元,该平台将为全球的石墨烯产业发展提供支撑。14.盘固水泥集团 2012年昂星科技母公司盘固集团与中国科学院上海硅酸盐研究所及北京大学化学与分子工程学院共同合作,正式启动了石墨烯材料研发项目,投入研发经费超过1200万元。研发团队目前已掌握低成本高质量石墨烯宏量制备技术,并在积极进行下游多个应用方向的研发。2013年初本项目已进入中试阶段,计划在2015年底实现产业化,建成年产百吨的高质量石墨烯生产线及成熟的下游应用产品生产线

15.宁波墨西科技有限公司

宁波墨西科技有限公司是北京墨烯控股集团有限公司旗下子公司,成立于2012年4月,坐落于宁波市慈东滨海区,占地140亩,注册资金2.4亿元。公司专注于石墨烯材料的生产、销售和应用技术研发,通过引进中国科学院宁波材料技术与工程研究所的石墨烯产业化技术,材料+微信公众号内容专业,可以关注;于2013年底建成了首期年产300吨石墨烯生产线,旨在成为全球领先的石墨烯材料供应商和应用技术解决方案提供者。公司主要研发力量依托于中国科学院宁波材料技术与工程研究所,拥有石墨烯材料领域的高素质研发团队和领先的研发技术,组建了石墨烯制备与应用技术研究院,2013年被遴选为浙江省重点企业研究院。16.宁波南车新能源

宁波南车新能源科技有限公司成立于2012年2月27日,注册资本18587万元,专业从事超级电容器单体、储能电源模组、系统集成等的研发、制造和销售,致力于为全球客户提供新型超级电容驱动与能量回馈方案及装备。

在石墨烯超级电容器方面,(1)研发的高比能活性炭/石墨烯复合电极超级 电容器(容最为9500F)性能达到国际先进水平,其中石墨烯是作为导电添加剂 使用;(2)通过优化石墨烯加入量、石墨烯结构、石墨烯复合效果以及活性炭结 构选择对石墨烯超级电容器工艺技术进行了研究:(3)日前己申请到了国家“863” 项目,宁波市2个重大专项项目开展石果烯超级电容器研究。

17.上海新池能源科技有限公司

上海新池能源科技有限公司座落于环境优美的汽车城—上海嘉定,是一家从事石墨烯粉体及其下游产品的研发、生产、销售和服务的高科技现代化制造企业。

公司拥有专业的科技人才和管理人才,拥有2位研究员、1名博士后、2名博士和2名硕士组成的专业研发和管理团队。材料+微信公众号内容专业,可以关注;公司与中国科学院上海微系统与信息技术研究所的石墨烯团队一起,依托信息功能材料国家重点实验室先进的技术平台,自主研发高质量石墨烯粉体产品,包括插层石墨、氧化石墨烯、石墨烯粉体、掺杂石墨烯粉体、石墨烯量子点等,并拥有多项的专利和专有技术。同时,团队还成功设计并开发了相应的专用设备,特别是热处理设备。2012年底,已经能够提供公斤级1-5层石墨烯粉体,成为国内较早具有量产高质量石墨烯粉体能力的高科技公司。18.上海悦达墨特瑞新材料科技有限公司

上海悦达墨特瑞新材料科技有限公司是由江苏悦达墨特瑞新材料有限公司和上海第二工业大学共同出资组建,注册资金1200万元,公司拥有石墨烯材料、新能源材料、电子材料与器件、先进复合材料四个研究室。公司拥有一支高素质的科研队伍,研究生学历职工达到80%以上。以团结、创新、高效为核心文化,着力于各种新材料尤其是石墨烯及其附属产品的研发及产业化,立志成为国内领先、国际有影响力的科研院所,努力将新材料产业打造为悦达集团“二次创业”的新亮点和增长极快。19.上海安固强能源科技发展有限公司

上海安固强能源科技发展有限公司(ABCo-Shanghai)成立于2011年6月,是由美国Nanotek Instruments,Inc.,及其子公司 Angstron Battery,Co.提供技术与中国投资方在上海成立的中美合作公司。上海安固强能源科技发展有限公司是一家专业从事高性能锂离子新型负极材料生产和销售的高科技产业公司。

Nanotek公司位于美国俄亥俄州代顿市。是一家以开发、研制新型纳米材料及能源材料的高科技企业。自1997年成立以来,Nanotek公司目前已拥有超过170个美国及世界专利技术,包括新型纳米材料、新型锂离子电池负极材料、新型超级电容器纳米电极材料、以及其它储能技术。材料+微信公众号内容专业,可以关注;其中多项技术如纳米石墨烯技术,以石墨烯为基础的新型锂离子负极及合金负极材料生产技术已经得到了美国能源部,美国自然科学基金及美国国家标准局的支持和认可,占有世界领先地位。Nanotek 公司是世界上最早研究出量产石墨烯技术的公司,并早在2002年已申请了第一个石墨烯制备工艺及组成技术的美国专利。上海安固强公司将利用Nanotek 公司所研发的多项负极材料专利技术,生产以纳米石墨烯为基础的新型高性能锂离子负极合金材料。ABC新型合金负极材料技术具有高容量、快速充放电速率及工艺可行性强的特点。与目前锂离子电池技术相比,采用这种负极材料的锂离子电池可以大幅度减少电动汽车的充电时间,同时大幅度提高一次充电后的行驶里程。另外,ABC的石墨烯/合金(Graphere/Alloy-GCA)负极材料与目前市场所销售的高端石墨负极材料无论在性能及价格方面都有着很大的竞争优势,是合金负极材料开始大量应用在高端锂离子电池的里程碑。上海安固强在Nanotek公司多项专利 及其子公司AMI---世界最大石墨烯企业的支持下,致力于成为集开发、生产新一代电动汽车用锂离子电池负极材料的世界领先企业。我们坚信我们的锂离子电池负极材料能最终推广应用在电动工具及各种电动汽车上。并且,也将最终进入下一代锂离子电池技术在电动汽车(包括混合动力车、插入式混合动力及纯电动汽车)商业化的发展进程。20.深圳贝特瑞新材料有限公司

深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司是由中国宝安集团控股的一家锂离子二次电池用新能源材料专业化生产厂家,集基础研究、产品开发、生产销售于一体,致力于在本领域内做专、做特、做精、做透!

贝特瑞专注于锂离子二次电池用材料的研究与开发,在新能源材料领域孜孜以求、持续创新、不断超越,引领着负极材料、锂离子电池先进材料的发展方向。贝特瑞坚持以市场为导向,以客户为中心;以“领先、聚焦、坚持、开放”作为企业经营原则;以“高品质、差异化、增值服务”作为经营理念,痴迷地追求客户价值最大化。经过十年的努力,贝特瑞现已发展成为锂离子负极材料行业市场占有率全球第一的行业领先企业。21.鸿纳(东莞)新材料科技有限公司

鸿纳(东莞)新材料科技有限公司成立于2012年5月,是一家致力于石墨烯及其复合材料的研发及生产的高新技术企业。

鸿纳为客户提供多领域少层石墨稀的应用解决方案和专业技术支持。鸿纳产品服务于新能源、电子、交通运输、环保等领域。22.德阳烯碳科技有限公司

德阳烯碳科技有限公司,成立于2014年,注册资本1亿元,是国内最早掌 握石墨烯规模化制备技术的高科技企业之一。

公司依托中国科学院金属研究所为技术支撑,拥有专业技术人员20余名,主要从事石墨烯及其衍生产品的研发、生产和销售,在石墨烯制备生产及应用研究领域开展了许多开创性的工作。材料+微信公众号内容专业,可以关注;其“石墨烯材料的规模化制备技术”于2012年11月顺利通过省科技厅科学技术成果鉴定,鉴定委员会一致认为该成果技术水平达到国际领先,生产的石墨烯产品在锂离子电池、导电复合材料、导电墨水、抗静电材料、导热材料、表面特种涂料等领域中具有广泛的应用前景。

公司地处四川德阳高新技术产业园区,拥有2000余m2的已建厂房面积及80000m2待建厂房面积,现有年产1.5吨石墨烯粉体装置生产线一条,公司规划未来3~5年内达到年产300吨石墨烯粉体的生产规模。

目前,公司主要生产石墨烯粉末、石墨烯浆料两类产品,产品层数少、杂质低、电导率高、综合性能优异,经国内外多家企业的使用获得广泛认可和赞誉。23.中国科学院成都有机化学有限公司

中国科学院成都有机化学有限公司是由成立于1958年的中国科学院成都有机化学研究所,于2001年整体转制为中国科学院控股的企业。公司致力于精细化工和新材料行业的成果转化以及规模产业化,并提供有特色的产品和技术服务,目前已发展成为集研究开发、工程化验证、产品生产经营等为一体的综合性高新技术企业。

公司依托多年的技术积累,通过技术创新与成果转化,在催化技术与绿色过程、手性技术与工程、高分子功能材料、新能源材料等领域具有较高的技术创新水平。公司的主要产品有手性药物中间体、有机中间体、工业催化剂、碳纳米管 及石墨烯、造纸助剂、生物医用高分子材料、绿色水性涂料、油田化学品、工业气体净化设备、能源环保设备与工程等,产品销往国内大多数省市自治区并出口美国、德国、丹麦、意大利、印度等多个国家和地区。24.重庆元石石墨烯技术

重庆元石石墨烯技术开发有限责任公司是一家专业石墨烯生产企业。依托中国、北美、欧洲、新加坡等地高校、研究所、跨国企业的科技团队,开发了系列石墨烯及其石墨烯功能化产品。公司秉承“以用户为导向”的理念,坚持技术创新,致力于石墨烯规模化生产工艺技术开发。致力于为用户提供“价廉、好用”的石墨烯功能化产品及解决方案服务。

公司提供的石墨烯,是同行和该领域专家公认的优秀产品,具有单层、多层、功能化、可分散、以及优良的成膜性能和复合性能。公司拥有多项独特石墨烯生产工艺技术,目前开发的工艺技术已经可以大量制备石墨烯,是目前国际上少数几家可提供吨级以上高纯单层、多层石墨烯的企业。这为石墨烯的大量应用提供了可能

25.重庆墨希科技有限公司

重庆墨希科技有限公司成立于2013年3月,坐落于重庆高新区金凤电子信息产业园区,现有8700平方米的超净厂房,首期投资近3亿元。公司是北京墨烯控股集团股份有限公司与中国科学院重庆绿色智能技术研究院合作合资成立的一家高新技术企业,专注于石墨烯材料的生产、销售与应用技术开发。通过引进中国科学院重庆绿色智能技术研究院的大面积单层石墨烯薄膜制备技术,公司于2013年底建成全球首条大规模石墨烯薄膜生产线,并逐步形成年产100万平米的生产能力。作为石墨烯产业化的缔造者,公司拥有高素质的研发团队和领先 的研发技术,为未来石墨烯材料的广泛应用做好了充足的技术储备,立志成为全球领先的石墨烯材料供应商 26.厦门凯纳石墨烯技术

厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司自2006年开始投入石墨烯研发,是中国第一家石墨烯生产、销售和应用研的新兴专业化高科技企业。2004年英国科学家成功地在实验室分离中石墨烯,石墨烯因优异的性能被称为21世纪最神奇的材料。

凯纳石墨烯公司以“创新无限 止于至善“的企业价值观,引领石墨烯行业的产业化和应用开发。公司已建成企业自有的石墨烯实验室、石墨烯检测中心、石墨烯应用研发中心,并拥有超过2500平方米的石墨烯生产车间。同时与华侨大学、厦门大学、中国科学院等研究机构保持良好的合作关系。

厦门凯纳石墨烯拥有顶尖的技术团队,在石墨烯生产及应用领域开展了许多开创性的工作,拥有自主知识产权。截止2014年凯纳石墨烯公司共申请了20多项石墨烯发明专利,已经获得了石墨烯相关的4项国家发明专利授权和1项实用新型专利授权和两个国家级注册商标。27.福建辉锐科技集团

辉锐科技集团由世界领先石墨烯技术团队于2009年共同创立,并于2012年分别在香港及福建等地注册成立香港辉锐科技、辉锐材料科技和辉锐电子技术。

辉锐科技集团从事石墨稀材料生产及应用,设计并大规模量产其应用产品,集团致力成为石墨烯技术的全球领导者, 将这先进材料带入并改善人们的日常生活。28.中科炭美科技

炭美®石墨烯系列产品,是由中国科学院山西煤炭化学研究所科研团队提供。该团队自2007年起,开展石墨烯及其相关材料的基础科学研究、合成与应用技术开发,是国内较早从事石墨烯研究的机构。材料+微信公众号内容专业,可以关注;目前已掌握高品质石墨烯批量制备、气液界面自组装薄膜、三维多孔结构、多元复合与杂化材料等多项特色及核心技术,并在石墨烯基大功率、高比容量储能材料应用领域取得重大进展。扎实的科研能力保证了“炭美”(中科炭美石墨烯)石墨烯系列产品的品质,该系列产品已销往包括中国大陆、台湾地区、新加坡、德国、瑞典、芬兰、日本、澳大利亚等国家和地区在内的上百家科研院所与企事业单位,受到广泛好评 29.济南墨希新材料科技

济南墨希新材料科技有限公司,注册资金1500万元,是中国与西班牙的合资企业,公司致力于石墨烯产品的研发、生产与应用,是“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”与“山东石墨烯产业技术创新战略联盟”理事单位。

济南墨希新材料科技有限公司提供高品质的石墨烯粉末、石墨烯纳米纤维等石墨烯产品,石墨烯由于其优越的性能,应用领域十分广泛,应用前景极其广阔。济南墨希将石墨烯应用于涂料、树脂、电缆、防爆子弹、头盔等产品,并将逐步深化石墨烯在太阳能电池、微芯片、超级电容、改性聚合物和树脂添加剂、混凝土和水泥添加剂、医药、纳米电子学、高性能纳米电子器件、复合材料等方面的研究。

30.济宁利特纳米技术有限责任公司公司

创建于2011年的济宁利特纳米技术有限责任公司,是国内首家专业从事集 石墨烯基础材料、石墨烯功能材料和石墨烯应用产品研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,总部位于山东省济宁市高新区。材料+微信公众号内容专业,可以关注;公司坚持高端高质高效的发展方向,实施创新驱动、开放拉动、项目带动发展战略,形成以石墨烯产业为主导,向电子、新能源、浆料、生物工程、医疗卫生等众领域延伸的创新发展模式。如今,利特纳米的产品已销往全国10多个省市和地区。

利特纳米坚持基地化、大型化、集约化发展的布局原则,分别在济宁国家高新区、济宁化工园区及青岛国家高新区建立了三所示范基地—济宁碳纳米材料研究中心、石墨烯生产基地、石墨烯应用基地,先后与与美国蒙特克莱尔州立大学、北京大学、山东大学、济南大学、美国ESS公司、火炬电子、如意集团、无界科技及赛德丽漆业等多家研究机构及企业强强联合,构建起产学研结合、上下游一体、国内外联动的开放式创新体系。互利共赢的成功合作,赢得了合作伙伴的充分信任和高度认可,为进一步加快产业链一体化发展,公司牵头组建了山东省石墨烯产业技术创新战略联盟及山东省石墨烯产业知识产权保护联盟,现任中国石墨烯产业技术创新战略联盟理事。面对全球石墨烯产业发展的新形势,2013年底,利特纳米启动了石墨烯产业园项目建设,并于2014年底落成山东省首条石墨烯生产线,实现由“石墨烯产品研发”向“石墨烯产业化”的跨越。31.青岛华高墨烯科技有限公司

青岛华高墨烯科技股份有限公司成立于2012年,坐落于青岛高新区,是一家专业从事高品质石墨烯研发与应用的高新技术企业,面向“海洋”与“军工”两大领域开展业务,专注于石墨烯在新能源、新材料、环境修复等方向上的技术开发与服务。公司立足石墨烯国际前沿技术,加强国际合作与交流,于2015年7月和12月分别成立青岛市首个石墨烯国际科技合作基地和青岛市先进碳纳米材料工程技术研究中心;与清华大学建立“清华大学-青岛华高石墨烯工程技术中心”,并聘请诺贝尔物理学奖得主石墨烯发现者安德烈·海姆为中心名誉主任;任石墨烯军工应用委员会副秘书长单位。公司是中国石墨烯产业技术创新战略联盟副理事长单位、国家石墨烯发展顶层设计专家单位。32.青岛海纳尔纳米科技

青岛海纳尔纳米科技有限公司是集石墨烯材料的研发、生产、应用、投资为一体的高科技创新型企业,公司坐落于青岛国家高新技术产业开发区国际石墨烯科技创新园内,可为优质石墨烯创新创业项目提供入园接洽、规划评审、入驻孵化、装备技术合作及投融资等服务职能。本公司通过创新平台技术交流及上下游资源整合,致力于石墨烯在生产线装备、锂电池、防腐涂料、环保、透明导电膜、石墨烯复合材料等领域的产品研发及产业化推广。33.青岛瑞利特新材料科技

青岛瑞利特新材料科技有限公司是2014年在山东省青岛市高新区注册成立的一家高新技术企业, 已在青岛蓝海股权交易中心挂牌。公司主要涉及石墨烯及石墨烯相关产品的研发及生产,由旅美学者和国内高校教授专家提供技术支持。公司高标准、高起点投资建设了石墨烯及相关产品研发中心和石墨烯功能涂料生产线,占地1000 m2。34.山东玉皇新能源科技

山东玉皇新能源科技有限公司是全国500强企业山东玉皇化工(集团)有限公司的全资子公司,地处山东省菏泽市高新技术开发区,专注于石墨烯新材料、先进动力锂电池及其相关材料包括正极、负极材料、超级电容器材料和电芯的研制,拥有5000平米的技术研发中心,完善的材料制备与表征设备,拥有企业博士后工作站与哈工大新能源联合实验室。石墨烯-碳材料工程实验室成立于2013年6月,隶属于山东玉皇新能源科技有限公司和山东玉皇化工(集团)有限公司,致力于石墨烯及其它新型碳材料的研发与生产 35.天津普兰纳米科技有限工资

普兰纳米科技有限公司成立于2009年,注册资本765.42万元,位于天津滨海高新区产业园区,属天津市科技型中小企业。公司核心产品包括:石墨烯材料、干法薄膜电极、超级电池和超级电容器四大类产品。公司是国家“千人计划”、天津“千人计划”和“天津滨海高新区领军人才计划”支持企业。

2010年10月公司实现石墨烯的产量,目前是全球可以公斤级生产石墨烯的厂商之一;

2011年公司投资研发基于石墨烯材料的超级电容器;同年,公司被评为“天津科技型中小企业”,并获天津市“科技型中小企业技术创新基金”;

2012年公司中标“中欧中小企业节能减排科研合作”项目,同年公司350F和3000F超级电容器研发成功,并成功在轿车、货运车辆和出租车上试用。

2013年首条年产量5万只3000F超级电容生产线建成投产,并推出高能量密度型超级电容,比容量提高40%。成功将超级电容产品打入货运车辆市场,实现大批量销售。超级电池产品研发成功并成功试用,循环寿命可达到500000次。

普兰纳米科技有限公司是一家兼具高新技术和优质服务的绿色储能和动力系统解决方案的供应商。同时,为客户提供全方面的技术支持和服务,以完整的 解决方案,帮助客户解决能量储备、启动电源、动力电池等方面的需求。36.北京清大际光科技发展有限公司

北京清大际光科技发展有限公司创建于2005年公司位于中国北京市中关村科技园昌平园区,是一家高新技术企业拥有一流的科研团队依托国家重点实验室和北京大学产学研密切合作,对纳米碳材料经过多年深层次的分析研究,成功的用物理电弧剥离法制造出1-3层石墨烯、碳纳米角、富勒烯、碳纳米管、纳米金属镁、3D打印专用材料等新材料,对材料科学起到颠覆性的转变,为今后的科技发展开了一扇大门,实现产学研双赢。公司追求前沿创新,科研团队经过数万次的反复试验于2013年研制成功国内外领先的第一条量产物理电弧剥离石墨烯生产线。2015年通过专家组的鉴定、北京市环评的批复及工商局许可,在中关村科技园昌平园区管委会的批准,落地批量生产,填补了国内外空白。37.方大炭素新材料科技有限公司

方大炭素新材料科技股份有限公司(简称方大炭素)——是世界领先的石墨电极及炭素制品的专业化生产基地,系沪市上市公司(600516)。

方大炭素以技术优势、产品优势、规模优势为依托,以集约化经营,专业化销售,一体化物流为发展目标,实现按需配置,统一结算,统一营销,统一市场服务,全面负责方大炭素及旗下3家炭素公司产品在国内外市场的销售和进口原料业务。方大炭素可提供四大系列、38个品种、126种规格产品。主导产品石墨电极的年产量16万吨,40%出口海外市场,60%供应国内主要钢厂。

2006年,整合、重组中国炭素行业,以兰州为核心,成都、合肥、抚顺四个生产基地建立,产品结构、产能规模跨入世界前列。

2007年,国际化经营战略确立。上、下游企业战略合作联盟广泛建立,全 球营销网络建设稳步推进,营销和服务客户的核心能力全面提升。

2010年,20万吨以上石墨电极和3万吨以上炭砖的生产能力形成。特炭产品得到广泛应用。

38.银基烯碳新材料股份有限公司

银基烯碳新材料股份有限公司是一家在深交所挂牌的上市公司,公司简称:烯碳新材,股票代码:000511。材料+微信公众号内容专业,可以关注;公司主营业务:石墨类产品、石墨烯及纳米碳、碳素类产品、耐火材料、活性碳类产品、烯碳新材料、稀土碳基复合材料、矿产品、金属和非金属材料销售,烯碳新材料技术开发和技术转让,城市基础设施投资等。39.青岛海大海烯新材料

青岛海大海烯新材料有限公司是依托中国海洋大学徐海波研发团队,成立于 2015年I月,座落于青岛国家大学科技园公司主营业务为石墨烯类材料的研发、兰 产和销售及其下游应用技术服务.采用世界独一无二的电化学方法,首次实现低成 本、绿色量产制备石墨烯量子点。公司秉承“点滴做起,由点到面”的技术发展理念,认为石墨烯的大规模产业 化应用关键在于上游石墨烯原料的质量、量产能力、批次稳定性和低成本:公司提 倡以客户需求为中心.让其用得好,有信心,形成上下游互动,促进下游产业化的 早日实现,从而带动上游产品的多样化和量产能力 公司致力于成为在石墨烯须域具有领先地位的高新技术企业,努力践行“点滴 虽小,汇聚海烯.成就梦想”的企业文化。40.山东碳为石墨烯科技有限公司

山东碳为石墨烯科技有限公司是位于山东潍坊经济开发区内,专业从事石墨烯制造及其应用技术,是集生产、研发、经营为一体的高新技术企业。公司目 前一期厂区近2万平米,设计产能年产吨级石墨烯。公司拥有多项专有技术,雄厚的技术研发团队,国际国内本领域知名研究人员直接参与技术指导与生产流程的管理,同时拥有一批高素质的企业管理人才及生产、销售人员。山东碳为以创新研发为企业根基、以互利共赢吸引合作伙伴,以精诚合作为企业文化,山东碳为科技致力于成为石墨烯产业化生产的世界级领先企业。41.北京生美鸿业科技有限公司

北京生美鸿业科技有限公司是专业从事石墨烯制备技术研究与石墨烯研究成果产业化应用技术开发的高科技民营企业。公司注册地北京市海淀区闵庄路3号玉泉慧谷16号楼,公司先期注册资本3000万元人民币。

北京生美鸿业科技有限公司与国家纳米科学中心建立了长期战略合作关系,拥有一支年富力强、结构合理的研发队伍;材料+微信公众号内容专业,可以关注;与中科院“百人计划”入选者智林杰研究员领导的技术团队结成紧密型合作伙伴;应用已开发的石墨烯透明导电薄膜技术研制新一代智能调光膜已取得突破性进展。

42.北京碳世纪科技有限公司

碳世纪拥有石墨烯宏量制备技术和能力,致力于石墨烯下游应用技术的研究开发,目前已建成两条年产吨级的示范生产线,石墨烯产品种类包括粉体和溶液,规格按片径大小区分从一百纳米到几百微米不等,并且实现了定制生产。

在石墨烯应用技术研究方面,已经成功研制了石墨烯润滑油添加剂、超级电容器用石墨烯改性活性炭、石墨烯改性塑料、石墨烯改性锂电电极等产品和技术。

2015年6月,碳世纪在互联网上发布了石墨烯在真空环境下的光致推动现 象的演示视频,实现了人类利用光能悬浮一个宏观物体,突破了重力的束缚,使人类探索宇宙拥有了另一种动力来源。43.长沙罗斯科技

沙罗斯科技有限公司位于湖南省长沙市铜官循环经济工业基地新雅创业园,工厂建地面积10000㎡,公司前身邵阳市双清区罗斯化工厂,创立于2005年9月,主要从事石墨烯及其新型材料的研发,生产和经营的高科技企业,公司全力打造具有自主知识产权的石墨烯、有机钛、有机锡及有机硅系列产品的生产和应用的综合型企业。

公司自主设计的石墨烯中试生产线,已成功规模化生产出低成本石墨烯,在生产技术、工艺、设备等方面获得多项突破,可为下游企业及科研院所无偿提供高质量的石墨烯样品试用,可大量提供价美物廉的石墨石产品供下游企业规模化生产应用。

公司自主研发和生产多年的钛络合物,二丁基二月桂酸锡,二丁基二醋酸锡,醋酸亚锡,二甲基硅油,107胶等系列产品,在湖南邵阳有自己的生产基地,客户遍布全国各地,在山东临朐,广东顺德均设有办事机构,为广大新老客户服务。44.合肥微晶材料科技有限公司

合肥微晶材料科技有限公司成立于2013年01月,是专业从事石墨烯、碳纳米管等其它新型材料的研发、生产与销售为一体的企业,2015年10月被评为国家高新技术企业。公司坐落于全国首座国家科技创新型试点城市—安徽省合肥市。

“微晶”坚持以技术为核心,以服务为导向,与时俱进,不断开发具有技术含量高、使用领域广的新技术产品,致力于用新材料开创新时代。公司经营的产 品,品质优良,品种多样。目前已有石墨烯薄膜系列、石墨烯粉体系列、碳纳米管系列、一维纳米材料系列、晶体基片系列、耙材膜料系列、AAO模板系列。在石墨烯薄膜、石墨烯粉体等产品上有着非常顶尖的制备技术。公司产品已远销香港、台湾、新加坡、德国等地区,广受好评。45.浙江碳谷上希材料科技有限公司

中国碳谷集团,浙江碳谷上希材料科技有限公司(以下简称“碳谷上希”)与浙江大学高超教授课题组创立了一种三位一体的运作模式(如下图),三者各司其职,相互联系,针对市场需求开发新技术,推进产、学、研、用相结合战略实施。

46.内蒙古瑞盛新能源有限公司

内蒙古瑞盛新能源有限公司成立于2010 年,是一家集石墨产品研发、生产、销售为一体的综合性新能源新材料高新技术公司,注册资本金3.36 亿元。公司在内蒙古乌兰察布市建设了行业领先、国内一流的石墨深加工高新应用产业园和石墨研究院,占地面积2000 亩。材料+微信公众号内容专业,可以关注;公司受到自治区、乌兰察布市、兴和县各级政府领导的广泛关注与大力支持,并多次莅临我司视察指导。科研方面,我们与清华大学、中国科学院、中国电池工业协会等科研名校,行业专家合作并取得多项实质性的重大项目合作。公司拥有多项发明专利及专有技术,包括从高纯石墨、可膨胀石墨、柔性石墨、球形石墨、一次电池与锂电池导电剂、高导热块状石墨、高导热石墨薄膜、锂离子电池负极材料、高温润滑剂到各向同性石墨等多种产品,其中部分产品在全国也属首家生产。为保持对石墨产品领先的研发实力,公司建设了集应用、生产、科研、教学为一体的中国石墨应用研究院。以石墨深加工高新项目为基础、以全国三大石墨生 产地之一的兴和县丰富的石墨资源为依托, 打造中国石墨高新产业谷。47.彭碳科技有限公司

彭碳科技有限公司2014年7月成立于上海张江高科技园区,注册资金5000万元,法人代表潘建设。

公司已成功研制并规模生产纳米碳材料(纳米金刚石、单粒子纳米金刚石、三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石、碳70),参与编写了纳米金刚石国家标准,申请注册碳材料制备中国国家专利11项,国际专利3项,现拥有年产10吨纳米碳材料的全自动提纯生产线。

彭碳科技围绕具有公司自主知识产权的纳米碳材料,针对表面工程、海洋防腐、光电、催化、固体润滑、电池储能、类超导等领域。联合各领域权威科研机构及高校开展产业化研究,公司已和中科院宁波材料研究所、西安近代化学研究所合作,分别创立了纳米金刚石表面涂层技术研发中心、彭碳(西安)表面材料改性工程中心,已完成纳米碳自洁涂料及纳米碳靶材制备的技术研发,并已开展彭碳自洁透明材料的工业化生产。

48.深圳六碳科技有限公司(6Carbon Technology)

深圳六碳科技有限公司(6Carbon Technology由一批致力于石墨烯材料工业化的工程师创立于2012年,注册于广东省深圳市。

自成立之初,深圳六碳科技即专注于石墨烯薄膜材料的工艺研发和设备研制,尤其是化学气相沉积法(CVD)的工艺研发和设备开发。并将所研发先进工艺形成适用于工业量产的石墨烯设备,完成石墨烯的工业化。为石墨烯下游应用产业提供高质量、低成本的石墨烯材料及应用解决方案。

目前,立足于化学气相沉积法(CVD)技术,六碳科技已经完成了6万平方米 /年 的石墨烯制造设备和产线建设,为下游透明导电膜和导热膜产业批量提供实用化的石墨烯材料。

49.厦门烯成新材料科技有限公司

厦门烯成新材料科技有限公司是石墨烯生长设备专业制造商。公司业务包括生产与销售石墨烯化学气相沉积系统(G-CVD),并以石墨烯材料为基础,研发与转让相关的应用技术。

公司拥有顶级的研发团队,在石墨烯材料的制备与应用方面进行了许多开创性的工作,包括生长设备和生长、转移、掺杂及图形工艺等。我们利用石墨烯一系列独特的性质来解决一些世界性难题,并为此振奋不已。目前石墨烯研发的热潮涌动,烯成新材料愿与您一起分享我们的研发成果,共同推动石墨烯材料的应用研究。我们有理由相信,通过技术持续创新所带来的成功将铺就我们的未来,在石墨烯材料的历史进程中留下我们的足迹。

第二篇:石墨烯前景

2013年1月,欧盟委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一;

十二五规划

石墨烯是新材料中最为“时髦”的一员。它具有超硬、最薄、负电子的特征,有很强的韧性、导电性以及导热性。这使其能够广泛应用于电子、航天、光学、储能、生物医学等众多领域,拥有巨大的产业发展空间。

因此,石墨烯在2004年被发现后就迅速引发全球范围内的研究热。近年来我国在石墨烯研发应用方面的研究不断加强,各地政府和有关机构加大力度扶持和推动石墨烯产业化发展。

2013年6月,内蒙古石墨烯材料研究院正式成立。这是我国首个与石墨烯材料相关的综合性研究机构和技术开发中心。

2013年7月13日,在中国产学研合作促进会的支持下,中国石墨烯产业技术创新战略联盟正式成立。该联盟已向有关部门上报了无锡、青岛、宁波、深圳四个地方,作为石墨烯产业研发示范基地。江苏省、山东省等省级石墨烯联盟已于2013年陆续成立。

2013年12月18日,无锡市发布《无锡石墨烯产业发展规划纲要》,规划建立无锡石墨烯产业发展示范区和无锡市石墨烯技术及应用研发中心、江苏省石墨烯质量监督检验中心。力争把无锡市打造成国家级石墨烯产业应用示范基地和具有国际竞争力的石墨烯产业发展示范区。

2013年12月20日,宁波年产300吨石墨烯规模生产线正式落成投产。

与此同时,上海浦东新区也正筹备建立临港石墨烯产业园区,并力争国家石墨烯检验监测中心落户浦东。

石墨烯产业遍地开花。据记者了解,目前,无锡市已设立2亿元专项资金,通过补贴、配套、奖励、跟进投资、股权投资等方式,进一步扶持石墨烯产业发展;宁波为了扶持石墨烯产业发展,也拿出了千万元以上的扶持资金。业内人士表示,作为一种理想的替代型材料,石墨烯一旦实现产业化其产值至少在万亿元以上。

推进产业结构优化

第三篇:石墨烯学习心得

石墨烯学习心得

最近这段时间断断续续搜集了很多纳米材料、半导体物理还有石墨烯的相关资料,主要是来自万方数据网、超星学术视频网站、百度文库还有一些相关网页博客资料。了解到了很多之前闻所未闻的知识,比如“纳米材料的神奇特性、纳米科技潜在的危害”等等。

对于石墨烯,主要有如下几方面不成熟的想法,还望老师您来指正。

(一)在石墨烯新奇特性以及宏观应用预测方面

有人认为,石墨烯的这些新奇的特性以及预期应用并不能推广到宏观尺寸。

第一是认为很多实验数据都是来源于对微纳米级单层石墨烯的实验研究,不能把纳米微米级观察和测试到的数据无限夸大到宏观应用;

第二是认为单层悬浮石墨烯的特异性是依靠其边界碳原子的色散作用而稳定存在,大面积的单层悬浮石墨稀不可能稳定存在。第三是认为目前的大面积石墨烯的应用实例存在相当大的褶皱以及碳原子缺失。因而否定很多2010年诺贝尔物理奖的公告中对于石墨稀的宏观应用预测,并主张继续深入石墨烯微观性能研究,比如半导体器件等研究。

我想:我们最好还是不能放弃石墨烯在宏观尺度上应用的希望,应该尽最大努力用各种手段去克服所谓的褶皱、碳原子缺失等等导致石墨烯性质不能稳定存在的负面因素,比如采用衬底转移(CVD)的方式所制大面积石墨烯透明电极尺寸的方法(虽然制得的石墨烯还有很多的缺陷,但至少证明大面积石墨烯还是有可能稳定存在并最终为我们所用的吧,毕竟有宏观实际应用的材料才更有可能是有发展前景的新型材料)。

(二)在石墨烯制备工艺方面 我们知道,石墨烯非常有希望在诸多应用领域中成为新一代器件,但这些元件要达到实际应用水平,还需要解决很多问题。那就是如何在所要求的基板或位臵制作出不含缺陷及杂质的高品质石墨烯,或者通过掺杂(Doping)法实现所期望载流子密度的石墨烯。用于透明导电膜用途时能否实现大面积化及量产化,而用于晶体管用途时能否提高层控制精度,这些问题都十分重要。今后,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。

(三)石墨烯在纳米存储器上的应用前景

传统的半导体工艺技术已逐渐逼近物理极限,难以大幅度提高存储器的性能,越来越难以满足人们对存储器的要求,要想有突破性的进展,就必须另辟蹊径,寻找新的原理和方法。

第一是因为传统半导体存储器存在容量小数据易丢失等弊端。第二是因为现代化信息爆炸社会迫切要求新型的大容量存储器的出现。

第三因为是人们对信息存储的安全性要求越来越高。最后,假如纳米存储技术能够实现的话,届时我们电脑中的存储设备也许会以PB为单位计算,而因存储介质损坏导致数据丢失的烦恼也将远离我们。所以我觉得:要是可能的话,以石墨烯为介质的存储器,应该是一个不错的研究方向。

第四篇:石墨烯相变材料论文

石墨烯相变材料的研究

摘要:随着热管理及热存储技术的发展,储热技术逐渐扮演着越来越重要的角色,于此同时寻找高性能的储热材料也成为了研究热潮。近年来,相变材料的发展为储热技术带来了福音,相比于其他热导率低,储热性能差的储热材料,相变材料有着天然的优势。而在相变材料中,石墨烯相变材料是如今发现的储热性能最优异的相变材料,通过将石墨烯作为填充材料,相变材料的储热能力大大提升。

关键词: 热存储 相变材料 储热材料 石墨烯 前言:

在热能的存储和利用过程中,常常存在于在供求之间在时间上和空间上不匹配的矛盾,如太阳能的间歇性,电力负荷的峰谷差,周期性工作的大功率器件的散热和工业余热利用等。相变储能材料通过材料相变时吸收或释放大量热量实现能量的储存和利用,可有效解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。因此,相变储能技术被广泛应用于具有间歇性或不稳定性的热管理领域,如航空航天大功率器件的管理,周期性间歇式电子工作器件的散热,太阳能利用,电力的“移峰填谷”,工业废热余热的回收利用,民用建筑的采暖及空调的节能领域等。近年来,相变储能技术成为能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。

相变储能材料具有储能密度大储能释能过程近似恒温的特点。但多数相变储能材料存在热导率低,换热性能差等缺点。采用具有高导热,低密度,耐腐蚀和化学稳定性好等优点的碳材料对其进行强化传热,可有效提高系统换热效率。常用的固-液定型相变储能材料实际上是一类复合相变材料,主要是由两种成分组成:一是工作物质;二是载体基质。工作物质利用它的固-液相变进行储能工作物质可以是各种相变材料,如石蜡,硬脂酸,水合盐,无机盐和金属及其合金材料。载体基质主要是用来保证相变材料的不流动性和可加工性,并对其进行强化传热。

石墨烯是一种新型碳材料,它具有由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状紧密堆积结构。它是构建其他维度炭质材料的基本单元。石墨烯本身具有非常高的导热系数,并兼具密度小,膨胀系数低和耐腐蚀等优点有望成为一种理想型散热材料。将石墨烯作为强化传热载体,有可能克服单一相变材料热导率低的缺点,缩短复合体系热响应时间,提高换热效率实现复合材料传热和储热一体化。

本文通过查阅大量文献以及亲自做实验得出了一些数据和结论。正文

1.根据同济大学田胜力、张东、肖德炎、向阳等人2006年在《材料开发与应用》上发表的文章,他们对脂肪酸相变储能材料的热循环行为进行了系统的研究试验。试验选用了化学纯的癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸等四种脂肪酸为研究对象,利用差示扫描量热技术(DSC)测定了经过56次、112次、200次和400次反复热循环的相变材料的融化温度和融化潜热,加速热循环试验结果显示:癸酸融化温度范围变窄了4℃左右,肉豆蔻酸融化温度范围变宽了3℃左右,月桂酸和棕榈酸的融化温度范围变化不明显,其中以棕榈酸的融化温度变化最小。随着热循环次数的增加,相变材料的融化初始温度和融化潜热变化较小,且是没有规律的。在400次左右的热循环范围内,这些脂肪酸具有较好的热稳定性,有作为潜热储存材料的应用潜力。且此四种脂肪酸的融化温度在30℃到60℃之间,适于用作绿色建筑材料及其他室温范围内的潜热储存过程。考虑到相变材料的使用时间可能更长,因此要测试以上脂肪酸长期作为潜热储存材料的稳定性和可行性,需要更多次数的加速热循环实验来验证。而Ahmet Sari在研究纯度为工业级的月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸是发现,经过1200次热循环后,这些脂肪酸的融化温度均逐渐降低,降低最大值为6.78℃,并且,脂肪酸的融化温度变宽了。这与上文实验结果有所出入,可能是由于脂肪酸原材料的纯度和产地不同造成的。因此,原料的选取对材料的性能有很大影响。

2.2012年1月20日,中国科学院上海硅酸盐研究所的黄富强等人申请了他们的最新专利:三维石墨烯/相变储能复合材料及其制备方法。三维石墨烯/相变储能复合材料的特征在于石墨烯与相变储能材料原位复合,其中以具有三维结构的多孔石墨烯作为导热体和复合模板,以固-液相变的有机材料作为储能材料和填充剂。可以采用兼具曲面和平面特点的泡沫金属作为生长基体,利用CVD方法制备出具有三维连通网络结构的泡沫状石墨烯材料。通过该方法制备的石墨烯材料完整的复制了泡沫金属的结构,石墨烯以无缝连接的方式构成一个全连通的整体,具有优异的电荷传导能力,巨大的比表面积,孔隙率和极低密度。并且,这种方法可控性好,易于放大,通过改变工艺条件可以调控石墨烯的平均层数,石墨烯网络的比表面积,密度和导电性。以金属模板CVD法制备的三维石墨烯泡沫具有丰富的孔结构特征,其比表面积高,孔壁孔腔高度连通,为基体材料提供可复合填充的空间。若将三维多孔石墨烯和相变材料复合,相变储能材料被分隔在各个孔腔,与石墨烯壁紧密结合,有效热接触面积大幅度提高,高度连通的石墨烯三维导热网络通道将快速实现系统换热。另一方面多孔石墨烯的毛细吸附力将液态相变储能材料局域化,可有效防止渗透。

3.2012年6月来自于中国科学院能源转换材料重点实验室,上海硅酸盐研究所的周雅娟,黄富强等人发表了一篇名为太阳能材料和太阳能电池的论文,这篇论文重点讲解了他们最新研制出的一种由石墨烯三维气凝胶(GA)和硬脂酸(OA)组成的相变材料。GA是通过石墨烯氧化物在热水表面反应制得,三维石墨烯网络的空隙尺寸只有几微米而且薄壁墙是石墨烯片层堆积而成,OA通过GA的毛细管力牵引下进入到GA中。GA/OA复合材料的热稳定性达到了2.635W/mk,是OA的14倍。GA/OA复合材料的短暂升温和冷却过程是在为热能量存储做准备。GA是一种低密度材料因此在复合材料中仅占15%的比重,这种复合材料能够大大减少或消除材料内部的热电阻,表现出一种高储热的能力,达到181.8J/g,与独立的OA材料非常接近,研究中发现,大多数相变材料的热储存能力都较低,为了提高材料的热传递能力,金属泡沫添加剂进入了专家们的视野,然而他们进一步发现金属泡沫添加剂与原材料不兼容。经过数次实验得出的结论,石墨烯材料具有很好的热稳定性和热传递能力,并且与原材料兼容。由石墨烯片层组成的三维网络结构在相变材料领域有着巨大的潜力。

4.来自于浙江杭州辐射研究所的邢芳,李悟凡等人发表了关于烷烃类相变材料的文章。烷烃及其混合物由于自身的中低温度热能量储存能力已经被广泛应用于相变材料中。在这些烷烃中,熔化温度为37度的二十烷已经出现在诸如电子领域的基于能量储存的被动热管理技术中。为了提高二十烷的热导性,将石墨烯纳米片添加进二十烷这个课题正在试验中。这种复合相变材料是将石墨烯纳米片均匀分布在液体的二十烷中。通过扫描量热计测量它的热融合和融化点,我们发现在10度的时候热传导能力整整增加了4倍,这表明石墨烯纳米片相对于传统的一些填充来说有着更好的表现。石墨烯纳米片的两维平面形态降低了热表电阻,这也是为什么它效果这么好的原因。扩大的石墨烯片层有着高导电性和低密度性,能有效地增强相变材料的热性能。

5.同济大学材料科学与工程学院的田胜力、张东、肖德炎等人利用多孔石墨的毛细管作用吸附硬脂酸丁酯制成了一种定形相变材料的相变温度、相变潜热和热稳定性,得出硬脂酸丁酯含量的临界值。研究表明,硬脂酸丁酯与纳米多孔石墨形成的定形相变材料相变温度合适、相变潜热较大、热稳定性好,是适合于在建筑墙体中使用的相变材料。对不同含量的硬脂酸丁酯/多孔石墨复合材料利用差热扫描仪进行DSC测试显示,相变复合材料的峰值温度为26℃,与纯硬脂酸丁酯的熔点相同,即定形相变材料的熔点不变,为硬脂酸丁酯的熔点。定形材料的潜热随硬脂酸丁酯含量的变化而变化,硬脂酸丁酯含量越高,定形相变材料的相变潜热越大,近似呈线性关系。此定形相变材料的蓄热性能、均匀性和热稳定性好,具有较大的相变潜热,其相变温度在26℃,适合做室温相变材料,有助于建筑节能。此定形相变材料中硬脂酸丁酯的含量又一个渗出临界值,当硬脂酸丁酯质量含量达到90%时,有细微渗出,使用时建议把含量控制在85%以内。这种定形相变材料在经过多次热循环之后其相变潜热变化较小,具有良好的热稳定性。因此,硬脂酸丁酯/多孔石墨相变材料是较好的可应用于建筑墙体的相变材料。

6.2013年,新乡学院能源与燃料研究所的周建伟等人以氧化石墨烯为基质、硬脂酸为储热介质用液相插层法成功制备了硬脂酸/氧化石墨烯相变复合材料。其中以氧化石墨烯维持材料的形状、力学性能,把硬脂酸嵌在片层结构的氧化石墨烯基质中,通过相变吸收和释放能量,提高其储热、导热性能和循环性能。该相变材料具有适宜的相变温度和较高的相变潜热,相变材料与基质具有较好的相容性,在相变过程中没有液体泄漏现象,复合相变储热材料储/放热时间比硬脂酸减少,且热稳定性良好。实验表明,硬脂酸质量分数为40%的硬脂酸/氧化石墨烯复合相变材料的相变温度为67.9℃,相变潜热为289.2J/g。经过连续冷热循环试验发现,复合相变材料的储热/放热时间比纯硬脂酸缩短,相变温度和相变潜热变化较小,表明硬脂酸/氧化石墨烯复合相变材料具有良好的热稳定性和兼容性。因此,通过此方法一方面将硬脂酸局限在片层结构中,解决了相变过程中的渗出泄露问题;另一方面,利用氧化石墨烯良好的热传导性提高复合相变材料的传热效率,弥补了硬脂酸在导热、换热方面的缺陷。

7.2013年10月12日到10月16日,在上海举办的中国高分子学术论文报告会上,四川大学高分子材料科学与工程学院亓国强等人提出了他们的最新成果:聚乙二醇/氧化石墨烯定型相变储能材料的制备与性能研究,研究发现聚乙二醇(PEG)是一种性能优良的固-液相变储能材料。相变过程中会发生熔体流动泄露,故需要对其进行封装,但封装又会降低其热导率,影响工作效率,增加成本。因而加入另一种物质作为支撑定型材料,制备复合定型相变材料成为另一种选择。但通常过高的添加量会严重影响材料的储能性能。于是通过向 PEG 中加入氧化石墨烯(GO)作为定型支撑材料,用溶液共混法在 GO 含量仅为 8%时成功制备了 PEG/GO 定型相变储能材料。该材料在超过熔点一倍时仍保持形状稳定。GO 的加入对相变材料熔点基本没有影响,但在低含量下促进结晶,当含量高于 4wt%时阻碍结晶的进行。相变潜热随 GO 含量的提升有所下降,但在能维持材料定型的最低含量(8wt%)时,仍高达 135 J/g,可以有效应用于储能领域。该材料在经历 200 次升降温循环后,相变温度和相变潜热变化不大,较稳定,具有良好的可重复使用性。

8.远在大洋彼岸,来自于加州大学河滨分校,加利福尼亚大学的Pradyumna Goli, Stanislav Legedza, Aditya Dhar 等人一直在进行关于锂电池的研究。锂电池在在移动通讯和交通动力中扮演着重要角色,但是由于其自身的自加热作用使得使用寿命大大缩短,为了解决这一问题,学者们经过大量实验发现锂电池的可靠性通过将石墨烯作为填充材料能够大大的改善。传统的热管理电池由于其相位只在一个很小的温度范围内变化,减小了电池内温度的上升,故只能依赖于潜在的储热能。而将石墨烯掺入碳氢化合物相变材料中可以将其导电能力提高到原来的两个数量级倍,同时还保持潜储热能力。显热-潜热相结合的热传导组合能够大大地减少锂电池内部温度的上升。储热-热传导的方法即将在锂电池和其他类型电池的热管理领域引领一场变革。

9.2008年4月24日来自于首尔崇实大学工学院建筑系的Sumin Kim a, Lawrence T.Drzal b等人研制出了一种具有高导电性和高储热能力的相变材料。使用剥离的石墨烯纳米片,石墨烯相变材料可以提高在液晶中的高导电性,热稳定性以及潜储热能力。在扫描电子显微镜显示下,石墨烯相变材料均匀分布在液晶中,而良好的均匀分布意味着高导电能力。石墨烯复合相变材料的热稳定能力在石墨烯内部结构的帮助下得到提升。而且,由于相变材料的电热稳定性,石墨烯复合相变材料具备了可持续再生能力。石墨烯相变复合材料在差示扫描热量法的热曲线中有两个峰,第一次在固-固过渡阶段,温度较低,峰显示为35.1度;第二次是固-液相变阶段时温度较高,峰显示为55.1度。石墨烯可以在保有其潜储热能力的情况下提高材料的热稳定性。相变材料具有高储热,低成本,无毒和无腐蚀性等特点而具有美好的前景。最近,一些无机,有机以及它们的混合物正在被应用于相变材料中,成为热门的研究课题。

10.Fazel Yavari等人在2011年也就石墨烯作为改性添加剂改良十八醇相变材料在《Physical chemistry》上发表了文章。和很多有机相变材料一样,十八醇也具有热导率低,换热性能差,以及存在泄漏问题等缺点。Fazel Yavari等人的研究表明,由于石墨烯低密度、高导热的特点,添加很低含量的石墨烯,就可以达到显著提高热导率、改良十八醇的目的。然而由于部分相变材料分子被限制在石墨烯层间空隙中,在工作温度范围并没有发生相变,从而使加入石墨烯后的复合材料的相变焓低于原相变材料,造成储热能力的损失。实验中,当石墨烯含量(质量分数)达到4%时,材料的热导率增加到原来的2.5倍,此时其相变焓只降低了15.4%。而如果用银纳米线代替石墨烯,要达到同等的热导率,需要使其含量达到45%,并带来高达50%的相变焓损失。综合实验表明,相比于其它微型添加材料,石墨烯能在不造成明显储热损失的前提下明显改良有机相变材料的热性能,为通过潜热的储存/释放实现热管理和热保护提供了新的可行性方案。

11.Jia-Nan Shi ,Ming-Der Ger等人2013年在期刊《CARBON》上发表文章,阐述了有关石墨烯提高石蜡导热系数的研究成果。实验另辟蹊径,对比了剥离石墨薄片和石墨烯作为改性添加剂对于石蜡相变材料的不同影响。实验结果表明,剥离石墨薄片带来的热导率增量更高,石墨含量为10%的石蜡/石墨薄片复合材料的热导率为纯石蜡的十余倍。石墨烯表现出了极好的导电性,石蜡/石墨烯的电导率要远高于石蜡/石墨薄片,但是其热导率的增量比石墨薄片小。原因在于,虽然单层石墨烯热导率极高,但是石墨烯片层间微小空隙内存在的大量界面严重阻碍了热传导。同时,实验也发现,石墨烯在定形方面的作用要远过于石墨薄片。石墨含量2%的石蜡/石墨烯相变复合材料中,石蜡能在185.2℃高温下保持形态,这远远超过了石蜡相变的温度范围。而石蜡/石墨薄片复合材料中石蜡只能保持形态到67.0℃。少量的石墨烯和剥离石墨薄片都能作为低成本、高效率的改性添加剂应用于石蜡相变材料的导热和定形方面的改良。

12.马来西亚的Mohammad Mehrali等人对石蜡/石墨烯相变复合材料进行了系统的研究和测试。该项目应用了SEM、FT-IR、TGA、DSC等设备对制得的石蜡/石墨烯复合材料的材料特性和热学性能进行了测试和分析。所测试的石蜡质量分数为48.3%的样品在相变过程中无泄漏现象发生,为定形相变材料。SEM图像显示石蜡嵌入了石墨烯片层间的孔隙。FT-IR分析结果显示石蜡与石墨烯之间没有化学反应发生。试验进行了2500次熔化/凝固热循环检测来确认其热可靠性和化学稳定性。TGA测试结果显示,氧化石墨烯增强了复合材料的热稳定性。该相变复合材料的热导率从0.305(W/mk)显著提升到0.985(W/mk)。测试结果表明,石蜡/氧化石墨烯复合材料具有良好的热学性能、热可靠性、化学稳定性和导热性,很适合做热管理和热储存材料。总结:

相变储能材料,通过材料相变时吸收或释放大量热量实现能量的储存和利用,以其巨大的相变潜热,在未来的能源利用和热管理领域具有很广泛的开发和应用价值。而大多数相变材料存在的导热率抵、换热性能差、相变过程发生泄漏等缺陷使其很难直接被应用于生产生活中。因此,需要一种改性填充材料来增加相变材料的导热换热性能,同时需要对相变材料进行定形和封装。而石墨烯材料的发现和研究成果的公布,给相变材料的研究和应用指明了道路。一方面,石墨烯的高导热性能很好地改善了相变材料的热性能,同时,其良好的化学稳定性和热学可靠性使其作为改性添加剂不与相变材料本体发生化学反应;另一方面,低密度、高强度的石墨烯结构能够使复合材料在较低石墨烯含量下就达到所要求的定形效果,因此,相比其他改性添加剂,石墨烯对相变材料的相变温度、相变潜热和储热能力的减益效果要小得多。正是从这两方面出发,石墨烯作为导热定形的改性材料,在相变储能材料领域得到广泛认可和应用。大量实验采用了以相变材料作为工作物质,通过其相变过程储/放热,同时以石墨烯作为载体基质,增加材料导热性能和不流动性的实验思路进行相变导热材料的设计、制备和改良。相信随着对石墨烯研究的深入和石墨烯制备工艺的进步,石墨烯会以更突出的性能改良相变材料,从而获得更有实践和应用价值的石墨烯/相变复合储能材料,为能源可持续和热管理领域带来更大的发展,为人类创造出更科学、更环保、更舒适的生活环境。

参考文献:

【1】田胜力, 张东, 肖德炎, 等.脂肪酸相变储能材料热循环行为的试验研究[J].材料开发与应用,2006,21(1):9—12.【2】亓国强 李亭 杨伟 谢邦互 杨鸣波 聚乙二醇/氧化石墨烯定型相变储能材料的制备与性能研究 成都 四川大学高分子科学与工程学院 2013 【3】Yajuan Zhong Mi Zhou Fuqiang Huang Tianquan Lin Dongyun Wan Solar Energy Materials and Solar Cells Beijing State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, 2013 【4】Xin Fang,†,‡ Li-Wu Fan,*,†,‡ Qing Ding,†,‡ Xiao Wang,†,‡ Xiao-Li Yao,†,‡ Jian-Feng Hou,† Zi-Tao Yu,†,§Guan-Hua Cheng,∥ Ya-Cai Hu,† and Ke-Fa Cen§ Increased Thermal Conductivity of Eicosane-Based Composite PhaseChange Materials in the Presence of Graphene Nanoplatelets Zhejiang 2012 【5】田胜力, 张东, 肖德炎.硬脂酸丁酯/多孔石墨定形相变材料的实验研究[J].节能,2005,11:5—6.【6】周建伟, 程玉良, 王储备 等.硬脂酸/氧化石墨烯复合相变储热材料研究[J].化工新型材料,2013,41(6):47—49.【7】黄富强 仲亚娟 陈剑 万冬云 毕辉 三维石墨烯/相变储能复合材料及其制备方法 上海市长宁区定西路1295号 中国科学院上海硅酸盐研究所 2012 【8】Pradyumna Goli, Stanislav Legedza, Aditya Dhar, RubenSalgado, Jacqueline Renteria and Alexander A.BalandinGraphene-Enhanced Hybrid PhaseChange Materials for ThermalManagement of Li-Ion Batteries USA Nano-Device Laboratory, Department of Electrical Engineering and Materials Scienceand Engineering Program, Bourns College of Engineering, University of California 2013

【9】Sumin Kim a,Ã, Lawrence T.Drzal b Solar Energy Materials & Solar Cells USA Department of Architecture, College of Engineering, Soongsil University, Seoul 156-743, Republic of Korea Composite Materials and Structures Center, College of Engineering, Michigan State University, East Lansing, 2008 【10】Fazel Yavari, Hafez Raeisi Fard, Kamyar Pashayi,etc.Enhanced Thermal Conductivity in a Nanostructured Phase Change Composite due to Low Concentration Graphene Additives[J].J.Phys.Chem.C 2011, 115, 8753–8758.【11】Jia-Nan Shi , Ming-Der Ger , Yih-Ming Liu.Improving the thermal conductivity and shape-stabilization of phase change materials using nanographite additives[J].CARBON,51(2013): 365—372.【12】Mohammad Mehrali, Sara Tahan Latibari, Mehdi Mehrali.Shape-stabilized phase change materials with high thermal conductivity based on paraffin/graphene oxide composite[J].Energy Conversion and Management,67(2013): 275—282.

第五篇:石墨烯调研报告

石墨烯调研报告

2016年3月4日

程毕康

1.石墨烯

石墨烯是一种可以单独存在的单原子层二维碳材料。石墨烯结构是由碳六元环组成的二维周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维的富勒烯(fullerene),卷成一维的碳纳米管(carbon nano-tube,CNT)或者堆垛成三维的石墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是最理想的二维纳米材料。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看做是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。石墨烯可以分为单层石墨烯,双层石墨烯和多层石墨烯。

2.石墨烯性能

石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远高过了电子在其他导体中的运动速度。石墨烯具有远远高于其他材料的导电性。

另外石墨烯透光率极高,在97%以上,只吸收2.3%的可见光。石墨烯实际上是一种透明、良好的导体。

石墨烯每个碳原子与相邻的三个碳原子行程三个C-C键,这些C-C键使得石墨烯具有优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的理论比表面积高达26.600m2/g,从而使石墨烯具有突出的力学性能和导热性能。石墨烯是人类已知强度最高的物质。

石墨烯的化学性质和石墨类似。碳材料具有很强的吸附性,石墨烯也能够吸附和脱附各种原子和分子。

石墨烯是宽带隙半导体,使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质。3.石墨烯的应用

由于石墨烯具有以上优异的性能使得石墨烯的是21世纪前景广阔最广阔的材料。目前石墨烯最主要的应用有:材料科学、电子科学、催化剂载体、生物医药学等领域。

纳电子器件

常温下石墨烯具有10倍于硅片的高载流子迁移率,并且受温度和掺杂效应的影响很小。表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性,这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势,使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。另外,石墨烯减小到纳米尺度甚至单个苯环同样保持很好的稳定性和电学性能,使探索单电子器件成为可能。

利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率,并且提高电池容量。新型石墨烯材料将不依赖于铂或者其他贵金属,可有效降低成本和对环境的影响。

美国俄亥俄州Nanotek仪器公司实验人员利用锂离子可以在石墨烯表面和电极之间大量快速穿梭的特性开发出一种新型储能设备,可以将充电时间从过去的数小时缩短到不到一分钟。

代替硅生产超级计算机

科学家发现石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料,石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它被要求使用越来越高的频率,然而工作频率越高,热量也就越高,于是高频的提升受到很大限制。石墨烯的出现,使高频提升的发展前景变得无限广阔。这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。光子传感器

石墨烯还能够以光子传感器的面貌出现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的,现在这个角色还是由硅担当,石墨烯的出现使硅的时代就要结束。IBM的研究小组已经披露了他们研制的石墨烯光电探测器,接下来人们期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏。用它制造的电板比其他材料具有更优的透光性。

生物医学领域

石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA 和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA 测序。石墨烯量子点应用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。

能源存储

材料吸附氢气量和其比表面积成正比,石墨烯拥有质量轻、高化学稳定性和高比表面积的优点,使其成为储氢材料的最佳候选者。

吸声材料

美国IBM宣布,通过重叠两层相当于石墨单原子层的“石墨烯”试制成功了新型晶体管,同时发现可大幅降低纳米元件特有的1/f。石墨烯试制成功了相同的晶体管,不过与预计的相反,发现能够大幅控制噪音。通过在二层石墨烯之间生成的强电子结合,从而控制噪音。

超轻防弹衣、超强光转换效率激光武器、超薄超轻型飞机、超薄能折叠的手机、高强度航空材料、高性能储能和传感器、超级电容器,甚至更富想象力的太空电梯,越来越多基于石墨烯材料的未来设备进入科学家的研究视野。4.石墨烯制备

前石墨烯的制备工艺可分为物理法和化学法。物理法是从具有高晶格完备性的石墨或类似材料中获得,石墨烯尺度都在80nm以上。物理法包括:机械剥离法、加热SiC法、爆炸法和取向附生法。化学法是通过小分子合成或溶液分离的方法制备,石墨烯尺度在10 nm以下。化学法包括:电化学法、化学气相沉积法、石墨插层法、球磨法、氧化石墨还原法、热膨胀剥离法。

5.石墨烯复合材料

石墨烯应用广阔,但是应用和研究最多的是石墨烯复合材料。目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上。随着对石墨烯研究的深入,石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用越来越受到重视。石墨烯具有优异的导电、导热和力学性能,可作为制备高强导电复合材料的理想纳米填料,同时分散在溶液中的石墨烯也可与聚合物单体相混合进而经聚合形成复合材料体系,此外石墨烯的加入可赋予复合材料不同的功能性,不但表现出优异的力学和电学性能,且具有优良的加工性能,为复合材料提供了更广阔的应用空间。与纯的聚合物相比,石墨烯/聚合物复合材料的力学、热学、电学和阻燃性能均有显著提高,同时,石墨烯增强的聚合物复合材料的力学和电学性能均较黏土或者其他炭材料增强的聚合物基复合材料的性能优异。

石墨烯聚合物复合材料

根据石墨烯与聚合物的作用方式不同可分为石墨烯填充聚合物复合材料﹑层状石墨烯聚合物复合材料和功能化聚合物复合材料。石墨烯/聚合物复合材料的制备主要采用共混法,它通过聚合物与石墨烯纳米粒子共混后制成。

石墨烯/无机物复合材料

石墨烯/无机物复合材料是无机纳米材料(金属纳米材料、半导体和绝缘纳米材料)在石墨烯纳米层表面形成石墨烯衍生物。石墨烯与特定功能颗粒结合,使其在催化剂、光学等领域具有广泛的应用前景。

石墨烯/金属复合材料

石墨烯与聚合物、陶瓷复合时会出现良好的性能。此外,当石墨烯与金属复合时,也会表现出独特的性能。石墨烯比表面积大,可在其片层上修饰金属纳米粒子,即对石墨烯进行表面改性,使石墨烯的性质发生改变。另一方面,石墨烯可作为增强体添加到金属基体中,起到弥散强化的作用。金属在塑性变形时,石墨烯粒子能够阻碍位错运动,增加金属的抗拉、抗弯强度、硬度等机械性能。

总之石墨烯复合材料大大拓宽了石墨烯的应用领域。目前石墨烯和石墨烯复合材料的制备与研究尚未成熟,尤其是关于石墨烯复合吸声材料、润滑、生物医药等领域有待探索。

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