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石墨烯加热膜

石墨烯( Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯狭义上指单层石墨,厚度为0.335nm,仅有一层碳原子。但实际上,10层以内的石墨结构也可称作石墨烯,而10层以上的则被称为石墨薄膜。单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨,碳原子 -碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构,由六边形晶格组成,理论比表面积高达2.6×102m2/g 。石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m*K))和力学性能(1.06×103GPa)。此外,石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性,室温下的电子迁移率高达1.5×104cm2/(V·s) 。石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能,引起科学界巨大兴趣,成为材料科学研究热点。

石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料 。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。



石墨烯的应用

(一)电池领域的应用

石墨烯在电池中可以有效降低电池内阻,提升电池倍率、充放电性能和循环寿命,并且电池的弯折对充放电性能没有影响。

在锂离子电池中 ,π电子的离域键和离域晶格赋予石墨烯良好的导电性载流子和传热性质,可以改善锂电池可逆比容量低、倍率性能差、低温性能差、循环寿命短及安全性能较差的通病。

因此,石墨烯被认为是锂离子电池的理想电极材料。石墨烯的使用不仅改善了锂离子电池的电化学性质,而且还改善了电极材料和电池的导热性。

(二)石墨烯功能涂料

石墨烯涂料技术是较为成熟的一种技术,石墨烯特殊的二维片层结构,有良好的化学稳定性,在涂层中层错排列不仅可以阻挡腐蚀介质的渗透形成物理阻隔,而且石墨烯的表面很大,应用较少的石墨烯就可以起到有效的阻挡和物理屏蔽作用。同样由于石墨烯具有独特的二维层状结构,分散于散热涂料中,可以延缓有机涂层受热产生的变形和流动,而且石墨烯的层内高导热系数特性,确保热量快速分散于整个片层。

(三)石墨烯膜

石墨烯膜的主要应用方向为电子产品(柔性显示屏)、筛选工具。

氧化石墨烯薄膜对离子有很强的选择特性,可以快速筛选离子,此筛选效应不仅对离子尺寸要求非常精准,而且要比经典的浓度扩散快上千倍渗透特性,这使其不仅在污水处理,作为渗透膜应用于海水淡化等方面也具备很好的应用前景。

(四)石墨烯电热膜

石墨烯电热膜是利用石墨烯复合导电油墨作为发热材料的新型电热膜,一般与碳纳米管等碳材料复合制成浆料,印刷在绝缘薄膜上制成电热膜。

石墨烯电热膜为面状发热体,散热面积大,热响应快,节能环保,可做成复杂的架构形状,使用寿命长,可靠性好,安装、维护方便。

(五)石墨烯传感器

石墨烯材料在气体传感器中的应用可广泛发展。石墨烯中原子之间以sp2键连接在一起,室温下的电子传输有0.3um,是很高的电子迁移率,再加上每个原子因为平铺二维结构都显露在表面,作为气体传感器的气敏材料时,吸附气体分子会引起电子迁移率的变化,根据电阻既电信号的改变,可以测出气体浓度。