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科學家將石墨烯制造成本降低100倍

2015-11-24

  目前,相比更傳統的電子材料石墨烯制造過程非常緩慢,意味著成本更高。現在,格拉斯哥大學研究人員發現,用于制造鋰離子電池的銅材料可以快速批量生產大片石墨烯。作為碳原子的二維晶體,石墨烯是諸如零維富勒烯,一維碳納米管和三維石墨許多碳衍生物的基本構建材料。這些碳納米材料都被用于制造各種電子產品。從太陽能電池到燈泡和超靈敏氣體傳感器。但是生產大面積高品質的石墨烯,其生產成本遠高于硅。

  這種生產成本當中很大一部分是生產石墨烯的基板。通過使用化學氣相沉積(CVD)的方法,鉑,鎳或鈦的碳化物在高溫環境中暴露在乙烯或苯當中,來產生單層(一層一個原子厚)石墨烯。最近的生產方法已經降低這些成本,這種方法通過摻入銅作為基體,但即使是這種方法生產成本仍然昂貴。

  為了幫助極大地降低這些成本,研究人員使用通常用于制造超薄陰極(負電極)的鋰離子電池的廉價銅箔,在其表面上沉積高品質的石墨烯。事實證明,這種廉價銅箔是優良基材,銅表面完全光滑,非常適合形成石墨烯,每平方米成本一美元,之前昂貴方法的每平方米成本為115美元。

  該研究小組認為,大規模廉價合成方法能實現石墨烯基柔性光電系統,包括諸如手機彎曲顯示器,電子紙,無線射頻識別(RFID)的高質量石墨烯薄膜標簽,醫療通道以提供藥物或監測生命體征,為機器人和假肢打造的電子皮膚等等。

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