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日志

 
 

中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛  

2015-02-15 16:19:46|  分类: 转载—资料·科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客

中国大尺寸石墨烯膜产能倍增 国产设备大降成本

2015-02-16 11:03:00    中国航空报
中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客
 何利民博士
中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客
 
  有了前期的研究基础和知识累积,在短短的几个月时间之内,何利民率领团队将石墨烯膜制备尺寸从200×200mm陆续扩大到260×260mm300×300mm350×350mm……在膜尺寸不断扩大的基础上,对膜的质量要求也越来越严格。目前,团队所制备出的大尺寸石墨烯膜透光率已经超过95%,电阻也进一步降低至200~400欧姆。与此同时,在现有设备上,他又积极开拓了双层叠加制备法,并通过改进生产模具,使现有的生产能力扩大了数倍。

  以前的石墨烯膜生长基底均是在国外进口铜箔基底上进行,进口铜箔不仅购买困难,价格也要高很多,大大增加了石墨烯膜的制备成本。

  为了降低成本,为了完全自主生产,何利民首次大胆地采用了国产铜箔,通过生产前处理工艺使铜箔表面达到生产要求,并在其表面成功制备出高质量的石墨烯膜,这项改进,大大降低了石墨烯膜的生产成本,迈出了低成本生产的重要一步。

  石墨烯研究的初期阶段非常的辛苦和艰难,何利民在每天工作之余,坚持和团队成员认真沟通,为他们答疑解惑,排除顾虑。作为团队带头人,他积极发挥团队的力量,强调集思广益,团队开会大家都激烈讨论。在领导团队进行研究的同时,何利民也不断深入学习各项管理知识。对全组成员进行充分了解和明确分工,使团队成员之间相互帮助,知识交流,协调发展,成员遇到困难都愿意与他进行讨论交流。也正因为如此,他所带领的专业组连续几年被评为中航工业航材院先进班组,这里面包含了何利民博士大量的心血和无私奉献。从石墨烯膜制备领域的门外汉,到成为领军者,这一路他洒下了太多的汗水。

  而当工作的砝码不断加重时,何利民只能愧疚地将生活的砝码调轻。为了能率先占领石墨烯膜制备的市场,他夜以继日扑在研究项目上,一刻也不曾松懈。他有一次曾感慨自己亏欠家人太多,说等石墨烯制备研究尘埃落定之后一定要好好补偿他们。何利民无怨无悔,因为他知道,未来是新材料的天下,在产业革命的洪流中,抓住机遇,努力推动中国航空工业的发展,是自己的责任和使命。

  这就是何利民博士——一个平凡而又伟大的航空人,他走在人群中,也许从不起眼,但在中国航空工业的发展道路上,他已留下坚实的脚印。(李娜 李政)  

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多晶铂上生长的毫米级单晶石墨烯及由其构成的连续薄膜 
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 基于电化学气体插层的鼓泡无损转移方法
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多晶铂上生长及转移到Si/SiO2基体上的六边形单晶石墨烯 

中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛

2015-02-15 10:14:00    中国航空报
中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客
 何利民

  CVD技术制备石墨烯的路走通了,整个团队还沉浸在成功的喜悦中。就在大家都以为可以去开庆功宴的时候,何利民博士却向团队成员提出了新的要求:石墨烯膜是做出来了,但是现在很多高校和团队的实验室都可以做,我们接下来要做的,是做他们没有做过的,我们要做大尺寸、高质量、工程化的石墨烯生产只有这样,石墨烯材料才能真正迈出走向应用的关键一步!”

  何利民坚定又朴实的语言,无疑给大家打了一剂强心针。

  如果说利用CVD法制备石墨烯是一个难点,那么,把微观的石墨烯做宏观,更是难上加难。工艺如何控制?模具怎么设计?大片的膜能否连续生长?大尺寸石墨烯能否完整转移……这都是摆在何利民和他的团队面前的难题。为了解决这些问题,每一次生产过程,他都在现场记录参数,整个生产过程都守在设备边观察。一个小小的参数改变,他都会反复推敲,用各项试验验证。

  多少个日夜、无数次试验过去了,却始终不能解决大片连续生长的问题,团队成员渐渐有些灰心。作为团队的核心及领导者,何利民一次又一次给大家打气鼓励,并大量查看文献,向业内资深人士请教学习,开拓新的试验思路,设计新的试验方案。

  终于在2012年底,团队传来了令人激动的喜讯:200mm×200mm大尺寸的石墨烯膜终于成功制备出来了各项性能检测结果均优异这次尺寸上的突破,标志着石墨烯膜工程化制备的开端,是石墨烯材料发展史上浓妆重抹的一笔这次试验的成功更加坚定了何利民博士工程化制备石墨烯膜的决心和信念。他相信,低成本,大规模石墨烯膜制备不是梦,而是石墨烯材料投入应用的重要一环,具有巨大的市场效益和社会效益

  200mm×200mm大尺寸石墨烯膜在国内首次成功制备出来了,但何利民博士一刻也不敢松懈,他意识到,对于工业应用来讲,这样规模的生产远远不能满足市场需求,必须从成本、制备难易程度等各方面全面入手,使其真正落入各行各业应用中。因此,前期研制工作结束后,他又马不停蹄地从扩大尺寸、提高质量、提升产量、采用国产铜箔、连续成卷状生产等方面开展研究工作,并最终彻底地将石墨烯膜制备从神坛上拉了下来。

转载自:http://mil.huanqiu.com/china/2015-02/5690964.html

中航突破大尺寸高质量石墨烯薄膜技术

2013-02-21 15:36:16  中国航空报 李政
中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客
 石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

    日前,中航工业航材院宣布,已突破制备大尺寸、高质量石墨烯薄膜的技术难题,掌握了衬底材料表面晶粒定向受控生长和化学气相沉积(CVD)反应气体分压配比等关键专利技术,在铜箔表面制备出超过12英寸的石墨烯薄膜;更大尺寸石墨烯薄膜制备技术也已突破,近期将批量生产,使大尺寸、高质量石墨烯薄膜的工程化制备成为现实,标志着石墨烯制备进入了膜时代

     石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构新材料,厚度仅为一个碳原子,是目前已知的世界上最薄的材料,也是迄今被证实的最坚硬的材料,其强度是钢的100多倍。同时石墨烯也是已知材料中电子传导速率最快的材料,其还具有97.7%的透光率,并具有优良的热导率。由于制备困难,目前石墨烯比黄金还贵1520倍。

     据悉,航材院投资数千万元,通过集智攻关,解决了反应源气体与载气分压配比、CVD反应室炉温均匀性、转移介质和载体匹配性、目标物与石墨烯薄膜兼容性等四大难题,有效提高了石墨烯膜的完整性、洁净度和产品性能,并能对石墨烯薄膜层数进行单层、多层或混合层的结构控制,实现了大尺寸、高质量石墨烯薄膜批量化生产。石墨烯薄膜产能每天可达数百片,航材院在大尺寸、高质量石墨烯制备方面已处于国内领先地位。(李政)

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 石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在
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石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光 
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石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同,是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体。
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 石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)仅为1.42?
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 石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100 纳米),那么它将能承受大约两吨重物品的压力,而不至于断裂
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石墨烯是世界上导电性最好的材料。 
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石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等。 
转载自:http://military.china.com/important/11132797/20130221/17691779_7.html 
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中国成功突破大尺寸石墨烯膜量产 将其拉下神坛 - njlsswl - SWL初中化学教育教学博客
中国科大吴恒安教授、王奉超特任副研究员与英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组及荷兰内梅亨大学研究人员合作,在石墨烯类膜材料输运特性研究方面首次发现,石墨烯以及氮化硼等具有单原子层厚度的二维纳米材料可以作为良好的“质子传导膜”。这项突破性研究,为人类认知石墨烯及氮化硼的材料特性带来全新发现,并有望为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性进步。 
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中国北京大学和中科院的研究人员在PNAS上发表了一篇论文,预言了一种五边形结构的石墨烯材料。石墨烯是 六边形结构的碳单原子层。 
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中国科学技术大学吴恒安教授、王奉超特任副研究员,与诺贝尔物理奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组及荷兰内梅亨大学研究人员合作,在石墨烯类膜材料输运特性研究方面取得突破性进展,有望解决燃料电池核心部件“质子传导膜”的燃料渗透等难题,为这种高能量、低污染的新型能源设备带来革命性进展。11月26日,国际顶尖学术期刊《自然》在线发表这一研究成果。 
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