對石墨烯知識的了解：石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域及面臨的挑戰(zhàn)

　　7月8日，東旭光電在釣魚臺舉辦了石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品發(fā)布會，推出了世界首款石墨烯基鋰離子移動電源—“烯王”。

　　12月1日，華為中央研究院瓦特實驗室在第57屆日本電池大會上，稱在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)三個方面的技術(shù)突破：

　　- 在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液的高溫分解

　　- 電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩(wěn)定性

　　- 采用新型材料石墨烯，可實現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱

　　那么，什么是石墨烯? 具備哪些優(yōu)良特性?在哪些領(lǐng)域擁有潛力?需克服哪些挑戰(zhàn)?

　　由碳元素組成的一種層狀材料，石墨烯具有SP2雜化2D結(jié)構(gòu)

　　就其形成過程來看，石墨烯由層狀結(jié)構(gòu)堆疊而成

　　與碳納米管、ITO比較，石墨烯獨特的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)良的材料特性

　　既然石墨烯這么好，我們來看看它能應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?

　　潛在應(yīng)用：

　　1、單分子氣體偵測

　　石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使它在傳感器領(lǐng)域具有光明的應(yīng)用前景。巨大的表面積使它對周圍的環(huán)境非常敏感。即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到。

　　當一個氣體分子被吸附于石墨烯表面時，吸附位置會發(fā)生電阻的局域變化。石墨烯具有高電導(dǎo)率和低噪聲的優(yōu)良品質(zhì)，能夠偵測這微小的電阻變化。

　　2、導(dǎo)熱材料

　　2011年，美國佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)學者首先報道了垂直排列官能化多層石墨烯三維立體結(jié)構(gòu)在熱界面材料中的應(yīng)用及其超高等效熱導(dǎo)率和超低界面熱阻。

　　3、太陽能電池

　　南加州大學維特比工程學院的實驗室報告高度透明的石墨烯薄膜的化學氣相沉積法在2008年的大規(guī)模生產(chǎn)。

　　石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域之廣小到原子尺寸，大到飛機火箭等，未來的應(yīng)用前景更是不可估量。

　　那么，石墨烯作為當下的“新材料之王”，目前存在的主要挑戰(zhàn)有哪些?

　　制備工藝方面：

　　如何在基本特定位置制備無缺陷、無雜質(zhì)、任意成熟的石墨烯?如何改進CVD或開發(fā)新制備工藝大面積制備石墨烯?如何實現(xiàn)石墨烯工業(yè)標準化生產(chǎn)

　　應(yīng)用方面：

　　- 如何通過高精度摻雜有效調(diào)控其電學特性，進而實現(xiàn)石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的拓展

　　- 如何找到石墨烯具有代表性的應(yīng)用領(lǐng)域，快速推進商品化

　　石墨烯的問世不過短短的十余年光景，但它儼然已成為眾多領(lǐng)域的研究熱點。石墨烯將如何引領(lǐng)下一個顛覆的時代，把研究重任托付給科學家，做為消費者，我們期待期待石墨烯的綻放!