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石墨烯纺丝纤维产业化快人一步

[发布日期:2013-04-03 21:41:05 浏览量:1281 文章来源:威尼斯城娱乐官方平台

    石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以spsup2;杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。

     碳海绵的研制成功,让那些“石墨烯粉”们激动不已。不过,记者采访中了解到,浙江大学高分子科学与工程学系教授高明的课题组对石墨烯使用的研制不止于此。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

  2011年,高明课题组现已尝试将纳米级的氧化石墨烯片纺制成长达数米的微观石墨烯纤维。这种制成石墨烯纤维不光强度高,而且耐性好,能够是完成石墨烯在现实器材(例如柔性电池和太阳能电池)使用的关键资料。

  2012年,高明课题组在原来一维纤维的基础上研讨石墨烯组成的仿贝壳的二维复合资料,具有超强的力学性质和杰出的导电、导热特性。而碳海绵,则是高明将石墨烯制成的三维产物。

  针对当前市场对碳海绵的热炒,高明认为,当前最易完成产业化的是复合资料——增强尼龙。这里的复合资料是石墨烯纺丝纤维的一项使用。

  试验数据表明,采用此复合资料,尼龙的重量只添加1‰,强度有望添加1倍。这意味着,如若可以完成复合资料产业化,尼龙的年资源消耗量将降低1/2。此外,与碳纤维相比,石墨烯纺丝纤维制作进程中污染较少,而碳纤维通常采纳湿纺,进程腐蚀性十分强,污染严峻。

  高明先容说,科研人员同时还在尝试提高纺丝纤维的强度。当前,石墨烯纺丝纤维的强度离碳纤维强度还有很大差距,约为0.5gpa,一旦可以到达1gpa,即可完成产业化。据乐观估计,一旦纺丝纤维强度到达10gpa,就意味着太空电梯的愿望更进一步。

  另外,高明通知记者,由于石墨烯的导电特性,石墨烯纺丝纤维的另一个能够运用范畴为超轻导线。上述超轻导线重量大大轻于金属导线。不过,他通知记者,虽然理论证明石墨烯在室温下传递电子的速度比已知所有的导体和半导体都快,但当前其导电性并比不上金属,还有待改善。

  “超薄纳米过滤膜就是化学氧化石墨烯另一个运用范畴。”高明先容说,氧化石墨烯既可以制成微观石墨烯纤维,还可以制成超薄纳米过滤膜。据先容,通过化学氧化还原法,石墨烯会形成天然孔洞,孔洞直径约1~2纳米,有望用于环保过滤和海水淡化。(记者 李欣)

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