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2015年上半年石墨烯研究“十大转化成果”盘点

2015-09-22 15:09来源:中国化工仪器网关键词:石墨烯应力传感器电容器收藏点赞

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④南理工用石墨烯砍掉LED灯高成本

南京理工大学近日发布,该校取得新型二维半导体研究进展,有望制造出新型材料,大大降低LED灯生产成本。市面上能买到的LED灯,售价高于普通灯数十倍,使LED灯无法走入百姓家。南理工纳米光电材料研究所曾海波所长介绍,取材普遍、成本低廉的石墨烯等新材料非常适合用于制造包括LED在内的信息、能源器件。然而,这些材料的金属、半金属属性成了其致命缺点。如何改变这些材料的属性成了材料学界难以攻克的瓶颈。

“制造LED只是这种新材料应用的一个方面,”曾海波介绍,该材料还可以取代硅,应用到计算机、手机芯片的制造上,“一旦应用,谷歌眼镜、智能健康手环等可穿戴电子设备不仅性能会突飞猛进,而且会更轻薄小巧,价格更亲民。”

⑤石墨烯墨水打印出射频天线

研究人员发现了一个不需黏合剂就可增加石墨烯墨水导电性的方法。他们首先进行打印,然后干燥墨水,接下来用滚筒压制,就像用压路机反复碾压新铺的路面那样。

实验结果显示,压缩墨水的导电率提高了50倍,石墨烯层压板也比以往掺了黏合剂的石墨烯墨水导电快两倍。研究人员称:“高导电性让无线射频辐射更有效率,这是试验中最令人兴奋的方面。”在纸和塑料等廉价灵活的材料上印刷电子技术,意味着rfid标签等无线技术更加无处不在,从一头牛到一个汽车零件,随处都可应用。

目前,大多数商用rfid标签由金属铝和铜组成,材料昂贵、制作过程复杂,而基于石墨烯的rfid标签能够大幅度降低材料成本。该研究团队已经开始计划开发石墨烯rfid标签,以及传感器和可穿戴电子产品了。

⑥科学家欲用石墨烯打造“人造肌肉”

在最近发表在《ACS Nano》杂志的一篇论文中,来自KAIST的研究团队采用一种性价比很高的石墨烯材料——疏水性激光蚀刻低氧化石墨烯纸(HLrGOP)来解决这个问题。而这种材料最近被用于超级电容(supercapacitors)的制作。通过降低相关的石墨氧化物成分,能够获得较为纯净的石墨烯,这种高纯的石墨烯材料也被用于3D全息显示方面。

尽管如此,在人造肌肉应用中,主要开始考虑利用材料的疏水性。这种疏水性的石墨烯电极表面十分光滑,内部也比较硬,这就能防止电极产生裂纹,内部也有利于离子的传输。

在实验中,采用这种材料的人工肌肉具有更好的耐用性,损坏也更慢。实验结果令人鼓舞,不过他们称相关的改进工作还有很多。在韩科院设计的一个仿生机器人中,他们将使用这种新的人工肌肉。计划这个机器人将是一部能够在水中行走的水马(waterstrider)或者是相关水黾科的昆虫。

⑦石墨烯灯丝打造最薄灯泡

日前,一个由美国哥伦比亚大学、韩国首尔国立大学和韩国标准科学研究院研究人员组成的国际团队首次展示了用只有一个碳原子厚度的石墨烯作为灯丝的芯片上可见光源:细条状石墨烯灯丝与金属电极相连,悬挂在基底上方,当电流通过时灯丝就会受热发光。

通过测量石墨烯发出的光的光谱,研究人员发现石墨烯的温度达到2500摄氏度以上,足以明亮发光。论文第一作者、哥伦比亚大学机械工程系博士后研究员金永德(音译)解释说:“原子厚度的石墨烯发出的可见光线如此强烈,无需额外放大,肉眼便能看见。”

石墨烯达到如此高的温度而不熔化基板或金属电极,是因为其具有一个有趣特性:当受热时,石墨烯会变成热的不良导体。这意味着高温被局限在了中心的一个小“热点”上。

该团队还通过制成大规模化学气相沉积(CVD)石墨烯发光器阵列,展示了这项技术的可扩展性。

研究团队目前正在进一步探究这种装置的性能,比如其开关的速度要多快才能创建光通信的比特位,同时也在开发将它们集成到柔性基板上的技术。

原标题:2015年上半年石墨烯研究“十大转化成果”盘点
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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