石墨烯旗舰项目研究成果及未来发展之路

来源:互联网新闻 编辑:余姚网 时间:2020/09/30 23:37

石墨邦

石墨烯旗舰项目(Graphene Flagship)致力于加速石墨烯从实验室往工业化迈进的脚步,下面汇总了该项目支持研究得到的具有重大意义的成果:

 

1、石墨烯和神经元是最好的朋友

  研究人员发现可以将未经处理的石墨烯与神经元连接起来,并且还能保持整个活性细胞的完整性。该工作是利用石墨烯制作用于控制大脑的脑深部移植物的第一步。该工作是由意大利的里雅斯特大学教授Prato完成的,他指出他们正在致力于将石墨烯最前沿的技术用于生物医学领域,研究石墨烯薄片与复杂的神经元细胞信号传导机制之间的关系。

(ACS Nano, "Graphene-Based Interfaces do not Alter TargetNerve Cells")

2、石墨烯压力传感器

  压力传感器目前广泛应用于移动手持设备,如果将目前的传感器膜换成石墨烯膜,可以使传感器尺寸减小,并且极大提高灵敏度和寿命。该工作的第一作者Robin Dolleman来自于荷兰的代尔夫特大学,他们花了一年的时间为系统建模,最终才确定了压缩模压力传感器的想法。压缩模压力传感器由31层石墨烯组成,比硅基传感器灵敏度高了45倍,器件尺寸也降低了25倍。目前该工作采用了单层石墨烯,也能够取得相似的结果。

(Nano Letters, "Graphene Squeeze-Film PressureSensors")

3、无摩擦石墨烯

  研究人员发现了石墨烯纳米棒在表面上滑动时展现出来的超润滑性质,与纳米棒尺寸和弹性有关。这一重要的发现显示了纳米石墨烯用于无摩擦涂层的潜力。

(Science, "Superlubricity of graphene nanoribbons on goldsurfaces")

4、石墨烯皮划艇

  西班牙汽车内饰专家Grupo Antolin SA与罗马皮艇合作研发一款创新型的皮艇,在其热固性聚合物内加入石墨烯材料。采用石墨烯和相关的材料可以显著提高强度和刚性,并且改进皮艇某些危险部分的耐破损能力。在九月份举办的皮划艇马拉松世锦赛中,罗马皮艇采用了K-1皮艇,该皮艇中就采用了石墨烯。

5、生产石墨烯-厨房搅拌机做法

  石墨烯旗舰项目的研究人员已经发明了一种方法可以大规模生产石墨烯,采用的是一个旋转工具将液态的石墨片分离开,类似于厨房中的搅拌机。该方法可以提供生产石墨烯的速度,并且得到的二维材料具有多种用途,从印刷电子学到能源发电领域。

(Nature Materials, "Scalable production of largequantities of defect-free few-layer graphene by shear exfoliation inliquids")

6、柔性显示可以放进口袋

FlexEnable发明了世界上第一个柔性显示屏,其像素背板采用了石墨烯材料。与电泳成像胶片结合起来就能得到一个低功率的、耐用的显示器,可以适用于多种不同环境。这种显示器具有极大的潜力用于诸如可穿戴领域和互联网等领域中。

7、采用石墨烯极大提高光纤数据传输量

  石墨烯旗舰项目中的一组研究人员制作了一种高性能光探测器可用于红外光纤通信系统,系统采用了石墨烯晶圆。这可以在减小器件尺寸和降低成本的同时,提高传输信息量。

(ACSPhotonics, "50 GBit/s Photodetectors Based on Wafer-Scale Graphene forIntegrated Silicon Photonic Communication Systems")

8、石墨烯用于可充电电池

  石墨烯旗舰项目下属的几个不同的研究组都在研究可充电电池。有一个小组发明了基于石墨烯的锂离子类型的电池用于手持电子设备中。石墨烯主要用在电池电极上,以包含石墨烯纳米片的涂抹墨水的形式,可以提高20%的能效。另一组研究人员则研究得到了高能量密度、效率和稳定性的氧化锂电池。电池的效率超过90%,可充电超过2000次。氧化锂电池电极是多孔、蓬松的,加入了石墨烯和其它添加剂可以改变电池中的化学相互作用。

(Science,"Cycling Li-O2 batteries via LiOH formation and decomposition")**

(NanoLetters, "An Advanced Lithium-Ion Battery Based on a Graphene Anode and aLithium Iron Phosphate Cathode")

  石墨烯– what and why?

  石墨烯是一种二维材料,由单层蜂窝状网格的碳原子组成。这种透明的、柔性的材料具有很多特殊的性质。例如,它的强度是钢的100倍,并且导电和导热性能极佳。现在有很多工作致力于探究石墨烯的应用。包括用于柔性、可穿戴电子学和天线、传感器、数据传输系统、医学和仿生生物技术、超强复合物、光伏和能量存储领域。

  石墨烯及未来

  对于石墨烯的研究还涵盖了于与其相关的其它材料或其它结构,从聚合物到金属,水泥,传统半导体材料等。石墨烯只是上千种单层材料中的一种。旗舰项目希望能够加速实验室技术到工业转化的脚步。尤其让人激动的是可以将这些不同的单层材料叠加一起从而创造出自然界中没有的材料,得到想要的性质以用于特殊的领域。这些复合层材料还可以与其它纳米材料结合在一起,从而能够增强某些特性。(LabBang资讯)