天津石墨烯納米材料

科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)碳素材料在硬度、光學(xué)特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學(xué)藥品特性、電絕緣性、導(dǎo)電性、表面與界面特性等方面比其它材料優(yōu)異，可以說(shuō)碳材料幾乎包括了地球上所有物質(zhì)所具有的特性，如**硬-**軟，絕緣體-半導(dǎo)體-良導(dǎo)體，絕熱-良導(dǎo)熱，全吸光-全透光等，因此具有***的用途。碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無(wú)縫、中空的管體，一般可分為單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管。根據(jù)尺寸大小將碳球分為:(1)富勒烯族系Cn和洋蔥碳(具有封閉的石墨層結(jié)構(gòu)，直徑在2-20nm之間)，如C60，C70等;(2)未完全石墨化的納米碳球，直徑在50nm一1μm之間;(3)碳微珠，直徑在11μm以上。另外，根據(jù)碳球的結(jié)構(gòu)形貌可分為空心碳球、實(shí)心硬碳球、多孔碳球、核殼結(jié)構(gòu)碳球和膠狀碳球等。石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合，從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的性能。天津石墨烯納米材料

石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成及其物理性能從其化學(xué)結(jié)構(gòu)組成上來(lái)看，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型（呈蜂巢晶格）的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來(lái)看，它具有光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性一部分列的物理性能，從這也可以表現(xiàn)出它是一種非金屬材料，其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被譽(yù)為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達(dá)頭發(fā)絲的20萬(wàn)分之一，強(qiáng)度是鋼的200倍?？茖W(xué)家預(yù)言，石墨烯將會(huì)是21世紀(jì)****重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場(chǎng)應(yīng)用前景不可估量。石墨烯不僅*是電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天領(lǐng)域?qū)е律鐣?huì)的特別要注意關(guān)注。天津石墨烯納米材料石墨烯將會(huì)是21世紀(jì)重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場(chǎng)應(yīng)用前景不可估量。

納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子(非碳原子)組成，甚至可以是納米孔。納米碳材料主要包括四種類(lèi)型:石墨烯、碳納米管，碳納米纖維，納米碳球。碳元素是自然界中存在的與人類(lèi)**密切相關(guān)、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，在加之SP2的異向性導(dǎo)致晶體的各向?qū)院推渌帕械母飨驅(qū)浴Ｒ虼艘蕴荚貫?**構(gòu)成元素的碳素材料具有各式各樣的性質(zhì)，并且新碳素相合新碳素材料還不斷被發(fā)現(xiàn)和人工制得。事實(shí)上，沒(méi)有任何元素能像碳這樣作為單一元素可形成像三維金剛石晶體、二維石墨層片、一維卡賓和碳納米管、零維富勒烯分子等如此之多的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)完全不同的物質(zhì)。表1給出了碳的化學(xué)鍵合及其形成的各種典型有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和碳相的例子。

第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，于2015年通過(guò)工信部組織的“科技成果鑒定”，達(dá)到“世界先進(jìn)水平”。該技術(shù)目前已在國(guó)信、華潤(rùn)、龍?jiān)吹群Ｉ巷L(fēng)電塔筒，“京廣線”隴海鐵路橋梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶(hù)有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。在第23個(gè)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)日到來(lái)之際，常州第六元素材料科技股份有限公司發(fā)明專(zhuān)利《ZL高固含量的石墨烯復(fù)合干粉及制備方法、環(huán)氧富鋅涂料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎(jiǎng)。石墨烯導(dǎo)電與電池活性材料共混后，能夠有效降低極片電阻率和提高電池的循環(huán)性能。

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時(shí)溶劑可以插入石墨層間，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯，整個(gè)液相剝離的過(guò)程沒(méi)有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。石墨烯復(fù)合材料可用于注射和擠出成型制件，作為粒子材料應(yīng)用于礦用管、給水管及汽車(chē)電器配件等領(lǐng)域。附近石墨烯材料

石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。天津石墨烯納米材料

石墨烯的主要應(yīng)用1、傳感器石墨烯可以做成化學(xué)傳感器，這個(gè)過(guò)程主要是通過(guò)石墨烯的表面吸附性能來(lái)完成的，根據(jù)部分學(xué)者的研究可知，石墨烯化學(xué)探測(cè)器的靈敏度可以與單分子檢測(cè)的極限相比擬。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對(duì)周?chē)沫h(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上檢測(cè)多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、晶體管石墨烯可以用來(lái)制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會(huì)失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對(duì)外場(chǎng)的反應(yīng)速度超快這一特點(diǎn)，又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率。天津石墨烯納米材料