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  • 石墨烯需在制備與應用領域持續突破

    發布于 2024/01/02閱讀(142)來源 ltrlw

    摘要

    石墨烯,這個被譽為“未來材料”的神奇物質,自2004年由安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功制備以來,就以其獨特的物理化學性質和廣泛的應用前景,引起了全球科研界的廣泛關注。

    內容

    石墨烯,這個被譽為“未來材料”的神奇物質,自2004年由安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功制備以來,就以其獨特的物理化學性質和廣泛的應用前景,引起了全球科研界的廣泛關注。然而,盡管石墨烯的研究取得了一些重要的突破,但在其制備和應用方面,我們仍然面臨著許多挑戰。因此,我們必須在石墨烯的制備與應用領域持續突破,以實現其真正的潛力。
     
      在日前舉辦的第二十五屆中國國際高新技術成果交易會上,全球首個產業化應用的二維石墨烯材料亮相。石墨烯被認為是“會改變世界的材料”。它是目前世界上已知最薄、最堅硬、導電性和導熱性最好的材料。這種既透明輕薄同時又具有超強韌度的二維材料,已經成為當下材料科學領域的“明星”。
     
      大批量、低成本生產高質量的石墨烯材料,是其實現產業化應用的前提。但顯然“用膠帶撕下來”的剝離法并不適用于石墨烯材料規?;苽渑c生產。
     
      目前,最常用的石墨烯制備方法是化學氣相沉積法,但這種方法需要高溫和高壓的條件,且產量低、成本高。此外,這種方法制備出的石墨烯質量參差不齊,難以滿足不同應用的需求。
     
      其次,石墨烯的應用也是一個亟待解決的問題。2010年至今,石墨烯材料的應用都是以粉體材料為主,用作電熱產品、導電添加劑、防腐涂料等。
     
      雖然石墨烯在電子、光電、能源、生物醫學等領域都有廣泛的應用前景,但由于其制備困難、成本高昂等問題,這些應用還處于初級階段。例如,石墨烯在電子設備中的應用,由于其優異的導電性和導熱性,可以大大提高設備的性能。但是,由于石墨烯的制備成本高,使得其在電子設備中的應用受到限制。
     
      為了解決這些問題,我們需要在石墨烯的制備與應用領域持續突破。在制備方面,我們可以從兩個方面進行努力:一是開發新的制備方法,如液相剝離法、微波輔助法等,以提高石墨烯的產量和質量;二是優化現有的制備方法,如改進化學氣相沉積法的條件,以降低石墨烯的制備成本。
     
      在應用方面,我們可以通過以下幾個途徑來推動石墨烯的應用:一是加大研發投入,提高石墨烯的生產效率和降低成本;二是加強跨學科的合作,將石墨烯與其他材料或技術結合,開發出新的應用;三是加強政策支持,為石墨烯的研究和應用提供良好的環境。
     
      總的來說,石墨烯的制備與應用是一個復雜而艱巨的任務,需要我們在理論和實踐上不斷探索和突破。未來10年值得期待的是一維石墨烯纖維材料,它有望用作散熱膜、功能纖維、結構增強纖維,甚至超級導線等。只有這樣,我們才能真正實現石墨烯的潛力,推動科技進步,造福人類社會。

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