石墨烯特殊的平面二維結(jié)構(gòu),有利于電子的傳輸,因而有多方面的應(yīng)用。
1、作導(dǎo)電添加劑,可進(jìn)一步降低電池的內(nèi)阻,提高電池倍率性能和循環(huán)壽命;
2、作導(dǎo)熱材料,對(duì)熱導(dǎo)纖維和導(dǎo)熱塑料等進(jìn)行改性,可提升材料的散熱能力;
3、作新型導(dǎo)電油墨和塑料主填充料,可調(diào)節(jié)導(dǎo)電油墨的電阻率和附著性能;
4、作防腐漆膜骨架,可提高膜的抗腐蝕效能。
5、另外,石墨烯優(yōu)異的抗靜電、防輻射功能和溶脹性、吸濕性、抗菌性等其他方面特性,使之可以為生物醫(yī)用紡織材料、抗菌醫(yī)用材料、柔性傳感器等提供新材料。
目前來(lái)看,中國(guó)在復(fù)合材料、鋰電池、超級(jí)電容等方面的石墨烯應(yīng)用已開始起步,而在柔性顯示、傳感器、超級(jí)電容器、散熱材料、半導(dǎo)體器件及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用還處在探索階段。
近兩年來(lái),國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)在石墨烯材料的應(yīng)用上取得了一些突破。
石墨烯在LED照明方面改善散熱的應(yīng)用:臺(tái)“工研院”材化所表示,島內(nèi)很多單位都已經(jīng)分離出石墨烯,材化所正利用石墨烯研發(fā)各種復(fù)合材料,創(chuàng)造更多應(yīng)用。
“工研院”材料與化工研究所組長(zhǎng)林澤勝表示,2004年科學(xué)家才從石墨中分離出單層,只有一個(gè)原子厚度的石墨烯。碳原子在自然界中以石墨和鉆石居多,但石墨是多層,分離出單層的石墨烯非常不容易。
研究結(jié)果顯示,石墨烯的特性與石墨大不同,由于電子在單層的石墨烯上沒(méi)有干擾,所以流動(dòng)速度超快,因此它具有非常好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、散熱、強(qiáng)度特性,未來(lái)取代現(xiàn)有電子材料的可行性非常大,也促成國(guó)際電子和晶片大廠等努力研究中。
林澤勝舉例,研究單位正在研發(fā)石墨烯取代IC產(chǎn)業(yè)用的硅晶圓;也可用在觸控面板的透明導(dǎo)電膜,也可協(xié)助克服未來(lái)照明的明日之星─發(fā)光二極體(LED)照明散熱,廠商可以生產(chǎn)更大瓦數(shù)的LED照明設(shè)備。
他強(qiáng)調(diào),島內(nèi)很多單位都在研究石墨烯的用途,材化所的實(shí)驗(yàn)室已可以分離出石墨烯,目前正設(shè)法和其他高分子材料、塑膠、橡膠等材質(zhì)結(jié)合,創(chuàng)造出新的應(yīng)用材料。
瑞典皇家科學(xué)院贊揚(yáng)石墨烯是“完美的原子晶格”,因?yàn)檫@種材料在電腦、家用裝置和運(yùn)輸方面都有很大發(fā)展?jié)摿。這兩位科學(xué)家的突破,導(dǎo)致石墨烯的發(fā)現(xiàn),這種形式的碳獲推崇為下個(gè)世代的超級(jí)材料。
石墨烯的厚度只有一個(gè)原子,是世界最薄卻也是最堅(jiān)強(qiáng)的奈米材料,幾乎透明,而且能夠?qū)щ姾蛡鳠。因此,石墨烯被看好可能取代硅半?dǎo)體的材料。