中国粉体网讯 石墨烯最早由英国曼彻斯特大学科学家于2004年成功制备,鉴于石墨烯极好的结晶性以及非凡的电、热、力和磁性,迅速成为近年来材料科学和凝聚态物理领域的研究热点之一。
随着三部委《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》持续推进、《战略性新兴产业十三五发展规划》的出台和石墨烯产业化进程的不断推进,预计2017年我国石墨烯产业发展的热度仍将不减。本文就现阶段石墨烯发展的三大难题及发展趋势做了简要分析。
要做出石墨烯“爆款”产品需解决三大关键技术难点:石墨烯宏量可控制备技术,即规模化制备石墨烯时确保品质稳定可控;石墨烯分散技术,即如何保持石墨烯稳定均匀分散状态;石墨烯功能化技术,即针对不同应用领域,改变石墨烯结构性质,实现石墨烯材料导电性等特性参数可控。
1、石墨烯价格将持续回落
目前,石墨烯的合成方法主要有四种:微机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、化学还原法。鉴于石墨烯极好的结晶性以及非凡的电、热、力和磁性,近年来已有越来越多的研究人员参与到石墨烯的制备与合成研究。随着制备技术的进步,石墨烯价格将持续回落。
据了解,目前石墨烯家族至少有 600 多种,以形态上又可分为:介孔、凝胶、粉体及薄膜,2017年,石墨烯薄膜和石墨烯微片的价格将会进一步降低。石墨烯薄膜方面,小尺寸石墨烯薄膜价格下降较快,而大尺寸石墨烯薄膜仍是稀缺产品,短期内价格下降并不明显。同时,石墨烯微片(粉体)的价格也将持续回落。
2、石墨烯产业的更加专业化
目前石墨烯制备企业规模较小,对石墨烯产品的要求也各有不同,其产品的应用行业差别很大,材料的缺陷已成为产业化发展最大的“绊脚石”。造成这种现象最主要的原因一是石墨烯表征方法的不足,不能很好的鉴别石墨烯的结构进而加以设计;二是行业标准的缺失,缺少一个行业都认可的、权威的国家标准,甚至连什么产品属于石墨烯都有争论。
目前表征石墨烯的有效手段主要有:原子力显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、光学显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等。
原子力显微镜是表征石墨烯材料的最直接有效的手段。拉曼光谱的形状、宽度和位置与石墨烯层数相关,拉曼光谱提供了一个高效率、无破坏的测量石墨烯层数的表征手段。