我國掌握制備大尺寸高質量石墨烯技術
我國掌握制備大尺寸高質量石墨烯技術
日前，中航工業北京航空材料研究院成功突破制備大尺寸、高質量石墨烯薄膜的技術難題，掌握了襯底材料表面晶粒定向受控生長和化學氣相沉積（CVD）反應氣體分壓配比等關鍵專利技術，在銅箔表面制備出超過12英寸的石墨烯薄膜，更大尺寸的石墨烯薄膜制備技術也已突破，近期將批量生產。
據悉，中航工業航材院投資數千萬元，通過集智攻關，實現了大尺寸、高質量石墨烯薄膜的批量化生產，石墨烯薄膜產能每天可達數百片，在大尺寸、高質量石墨烯制備方面已處于國內領先地位。
石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構新材料，厚度僅為一個碳原子，是目前已知的世界上最薄的材料，也是有史以來被證實的最堅硬的材料，其強度是鋼的100多倍。同時石墨烯也是已知材料中電子傳導速率最快的材料，石墨烯還具有97.7%的透光率，并且具有優良的熱導率。2010年，英國曼切斯特大學科學家因在石墨烯方面的開創性實驗獲得了諾貝爾物理學獎。
由于諸多獨特而卓越的性質，石墨烯在電子器件、航空航天、生物醫學、觸摸面板、高性能儲能器件等多方面具備巨大的潛在市場和應用前景。“薄得像紙一樣的透明手機”、“一分鐘充完電的電池”、“能拎起兩頓重物的手提袋”、“像襯衣一樣的防彈衣”，這些科幻片里才能出現的物品都可以通過石墨烯的運用來實現。石墨烯具有顆粒狀和薄膜狀兩種產品形態，可用氧化還原法制備石墨烯顆粒，能實現批量生產，但制備周期長、產品缺陷多，也可用機械剝離法制備石墨烯薄膜，但制備的薄膜面積小、產量低。由于制備困難，目前石墨烯比黃金還貴15至20倍。
中航工業航材院突破了傳統的石墨烯制備方法，創新性地使用化學氣相沉積（CVD）方法來制備石墨烯薄膜，克服了用管式爐制備膜狀石墨烯出現的性能不穩、產量低等問題，實現了大尺寸、高質量石墨烯薄膜的規模化生產，大大降低了石墨烯的生產成本，使得石墨烯的大量應用成為可能。中航工業航材院院長戴圣龍表示，隨著大尺寸高質量石墨烯的制備進入“膜時代”，石墨烯將給未來科技帶來革命性的變革。