深圳长石新能源科技有限公司:是什么小东西竟然改变了一个行当?
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本文从石墨烯在玻璃上生长的基本过程和挑战开始,对于软化点超过100℃的耐高温玻璃,如石英或蓝宝石玻璃,可以通过碳前体在高温下的非催化热分解实现石墨烯的生长。
主题
所谓超级石墨烯玻璃,是通过在传统玻璃上直接生长石墨烯薄膜,赋予普通玻璃所不具备的导电、导热、自清洁以及生物相容等特性。
亮点
这种新型石墨烯玻璃催生出一系列全新的应用,包括智能窗、触控屏、智能投影墙、玻璃电热片、防雾镜、高效细胞培养皿和光学传感器等,为传统玻璃产业升级换代开辟新路径。
导师介绍
刘忠范团队创新的一系列CVD生长方法,实现了石墨烯在任意玻璃上直接生长,并成功研制出超级石墨烯玻璃规模化制备装备,单台设备年产能达500平方米。
主要攻关了3个难点:
●在没有催化剂的情况下如何在玻璃上直接长出石墨烯;
●如何让石墨烯快速生长以提高产率;
●在不同的软化温度下都能完成石墨烯生长,从而实现任意玻璃表面都能长出石墨烯。
〖石墨烯生长的示意图〗
对于普通玻璃,如钠钙玻璃,其软化点远低于低于石墨烯的生长温度,则发展了熔融床CVD技术。在这种情况下,发现熔融的玻璃表面有利于碳物质的快速迁移,因此大大提高了石墨烯的生长速率。
为提升“石墨烯在玻璃衬底上的生长质量,则可以引入金属催化剂,利用金属催化作用实现高品质石墨烯的生长。等离子体增强CVD(PECVD)技术则可以实现玻璃衬底上石墨烯的低温生长。
Number 1
〖石墨烯在耐高温玻璃上的直接APCVD生长〗
Number 2
〖使用牺牲金属涂层方法在玻璃上生长石墨烯〗
Number 3
〖石墨烯在预先沉积的金属层和玻璃的界面处的偏析生长〗
Number 4
〖石墨烯在熔融的钠钙玻璃表面上的生长〗
据了解,由于石墨烯玻璃兼具玻璃的透光性以及石墨烯的导电、导热和表面疏水性等优点,未来可应用于热致变色窗口、防雾视窗以及光催化等方面。相信石墨烯玻璃在未来将有非常广阔的应用前景,对于玻璃产业和石墨烯材料而言都至关重要。
〖“超级石墨烯玻璃”的多种应用〗
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