新材料
“石墨烯是目前发现的最轻、最薄、最硬且柔性、透明、导电的材料。”国家石墨烯创新中心主任刘兆平介绍,石墨烯具有优异的导电性和导热性,载流子迁移率是硅的10倍,有望用于制造超高比能动力电池和超高频率芯片;其导热性能优于碳纳米管,有望成为电子产品的新一代导热散热材料;它的硬度超过金刚石,强度是钢的100倍,具有极高的透光率和比表面积,可用于柔性显示和海水淡化等领域;作为硅基芯片的一种可能替代路线,由石墨烯材料制造的“碳基芯片”展现出迷人前景。
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自英国物理学家安德烈.海姆和康斯坦丁.诺沃肖洛夫因发现石墨烯在2010年获得诺贝尔物理学奖以来,石墨烯特别是氧化石墨烯(GO)在新能源电池、快速充电、生物医学、海水淡化等诸多应用方面都得到了广泛的发展。 然而,几个原理方面的问题长期困扰着研究人员。氧化石墨烯表面的官能团分布有什么规律呢?如果有,是什么原因促成了这种分布规律呢?能否利用这些规律在应用上做些文章呢?
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近日《科学》杂志发表了中国科学院院士、中科院物理研究所研究员高鸿钧团队的一项成果,他们在国际上首次实现了原子级精准控制、可按需定制的石墨烯折叠,这也是目前世界上尺寸最小的“石墨烯折纸”。
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炭黑是如今在电缆屏蔽层中应用最广泛的导电填料之一,其PH值、粒径、比表面积、邻苯二甲酸二丁酯吸收值等物理化学特性往往决定了屏蔽料的加工性能和导电性能。而屏蔽层的导电性和韧性相对炭黑的添加量又是两种相互对立又需同时兼顾的性能。
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石墨烯凭借其优异的热稳定性、导电性和力学性能,近年来在各个领域得到了快速发展,目前广泛的应用在金属、航空、电池等领域。传统电线电缆行业发展处于低价竞争的瓶颈期中,亟需新技术、新材料的切入,石墨烯复合材料具有优异的导电性和力学性能,是发展高端电线电缆的绝佳材料。本文主要阐述了石墨烯在电线电缆上应用的现状,提出了目前存在的问题,并简述了该产业的未来发展趋势。
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工业机器人产业是智能制造的重要一环,是综合系统集成、先进制造、精密配套于一体的产业,是需要在技术、制造、研发多方面沉淀经验的行业。然而由于核心技术短缺等多方面因素影响,中国企业主要集中在下游集成商区域,上游核心部件生产的市场份额仍然集中在几家国际巨头手中。本文主要分析了国内工业机器人系统集成商的发展现状及未来发展方向
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石墨烯的广泛应用使其市场前景十分广阔,加之政府对石墨烯技术研究和应用的支持,近几年的石墨烯行业在高速发展。
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针对石墨烯的新材料的使用,从学校到企业都展开了一系列的研究。新材料的出现为传统材料提供了新的替代方式,石墨烯的应用范围一直在增加。
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作为新兴的电采暖形式,石墨烯受到了越来越多用户的欢迎,那么和燃煤或燃气水暖等取暖方式比较起来,石墨烯地暖具备哪些优点呢,接下来我们从石墨烯的安装、维护和节能等方面来分析石墨烯的优点。
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石墨烯中的碳原子能够在电流的作用下,形成不规则的布朗运动,通过碰撞摩擦产生热量,再以远红外光的方式向空间辐射,这个原理和我们在阳光下受热的原理相同。在将石墨烯应用在工业活动中时,十层以内的碳原子称为石墨烯;单层的石墨烯价格较高,一般在航天、军工方面进行应用;而2-4层的石墨烯价格大概保持在几十元每克。石墨烯其实并不是一个空泛的概念,我们日常生活中使用的2B铅笔,在纸上划过时,就有可能会留下石墨烯。
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不同的制备方法导致填料在基体中的分散性、界面作用和空间结构均有所不同,而这些因素则决定了复合材料的刚度、强度、韧性和延展性等。就目前研究所知,对于石墨烯/聚合物复合材料,可以通过对剪切力、温度和极性溶剂的控制来控制石墨烯的分散程度以及石墨烯片层的剥离程度。
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独特的结构带来的优异性能从某种程度而言也成为石墨烯材料普及的制约因素。从材料结构而言,单个碳原子层组成的二维材料,没办法单独使用,而石墨烯自身化学键饱和,又很难和其他材料复合。
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目前,我国石墨烯全产业链雏形初现,覆盖从原料、制备、产品开发到下游应用的全环节,已基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为集合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。2016年,我国石墨烯市场总体规模突破40亿元,已形成新能源领域应用、大健康领域应用、复合材料领域应用、节能环保领域应用、石墨烯原材料、石墨烯设备六大细分市场。
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目前锂离子电池正极主要存在离子和电子迁移率低、可逆比容量低等问题,研究较多的材料有磷酸铁锂、锰酸锂等,但这些材料也存在各自的问题,将石墨烯材料与它们进行复合,为解决这些问题开辟了新的路径。
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归纳分析石墨烯的各类功能,将来运用的领域将会十分广阔,首要集中在电子行业及化工行业,尤其是在电子行业的锂电池电极、触摸屏、超级电容领域和化工行业的涂层、保险、吸附、淡化领域等。
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