我国掌握制备大尺寸高质量石墨烯技术

我国掌握制备大尺寸高质量石墨烯技术

日前，中航工业北京航空材料研究院成功突破制备大尺寸、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，更大尺寸的石墨烯薄膜制备技术也已突破，近期将批量生产。
　　 据悉，中航工业航材院投资数千万元，通过集智攻关，实现了大尺寸、高质量石墨烯薄膜的批量化生产，石墨烯薄膜产能每天可达数百片，在大尺寸、高质量石墨烯制备方面已处于国内领先地位。

　　 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，也是有史以来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，石墨烯还具有97.7%的透光率，并且具有优良的热导率。2010年，英国曼切斯特大学科学家因在石墨烯方面的开创性实验获得了诺贝尔物理学奖。

　 由于诸多独特而卓越的性质，石墨烯在电子器件、航空航天、生物医学、触摸面板、高性能储能器件等多方面具备巨大的潜在市场和应用前景。“薄得像纸一样的透明手机”、“一分钟充完电的电池”、“能拎起两顿重物的手提袋”、“像衬衣一样的防弹衣”，这些科幻片里才能出现的物品都可以通过石墨烯的运用来实现。石墨烯具有颗粒状和薄膜状两种产品形态，可用氧化还原法制备石墨烯颗粒，能实现批量生产，但制备周期长、产品缺陷多，也可用机械剥离法制备石墨烯薄膜，但制备的薄膜面积小、产量低。由于制备困难，目前石墨烯比黄金还贵15至20倍。

　　 中航工业航材院突破了传统的石墨烯制备方法，创新性地使用化学气相沉积（CVD）方法来制备石墨烯薄膜，克服了用管式炉制备膜状石墨烯出现的性能不稳、产量低等问题，实现了大尺寸、高质量石墨烯薄膜的规模化生产，大大降低了石墨烯的生产成本，使得石墨烯的大量应用成为可能。中航工业航材院院长戴圣龙表示，随着大尺寸高质量石墨烯的制备进入“膜时代”，石墨烯将给未来科技带来革命性的变革。