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刷新石墨薄膜強度和導電性記錄 韓國基礎(chǔ)科學研究所帶來全新成果

2025年08月13日 17:39:49 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：699

近日，韓國基礎(chǔ)科學研究所開發(fā)出一種突破性的新方法，能夠制備出毫米級晶粒、鏡面般光滑的石墨薄膜。這種石墨薄膜的晶粒尺寸約為傳統(tǒng)人造石墨的1萬倍，性能將更接近單晶石墨理論極限。

　　近年來，石墨烯市場獲得高度關(guān)注，并且呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2024年，全球石墨烯市場規(guī)模就已經(jīng)來到了‌12.38億美元，并且預計接下來還將以18.80%的復合年增長率增長。
 
　　而之所以石墨烯展現(xiàn)出如此龐大的市場規(guī)模，如此巨大的發(fā)展?jié)摿?，與這種材料的特殊性有著密切的聯(lián)系。
 
　　石墨烯是目前已知強度最高的材料之一，并且，它的強度還伴隨著優(yōu)異的柔韌性，這賦予了它非常高的可塑性。與此同時，石墨烯的導電性、熱導率、光學特性均十分優(yōu)秀，并且展現(xiàn)出了很好的化學穩(wěn)定性與生物相容性。可以說，石墨烯的出現(xiàn)滿足了諸多領(lǐng)域?qū)?ldquo;未來材料”的認知，事實上這也是石墨烯被稱為“新材料之王”的原因。
 
　　但更夸張的是，即便是現(xiàn)有的技術(shù)，對于石墨烯的開發(fā)仍沒有到達極限，隨著工藝的發(fā)展，石墨烯仍然在給我們創(chuàng)造更多的驚喜。
 
　　而就在近日，韓國基礎(chǔ)科學研究所開發(fā)出一種突破性的新方法，能夠制備出毫米級晶粒、鏡面般光滑的石墨薄膜。這種石墨薄膜的晶粒尺寸約為傳統(tǒng)人造石墨的1萬倍，性能將更接近單晶石墨理論極限。
 
　　據(jù)悉，團隊為了解決傳統(tǒng)高溫處理聚合物薄膜或制備高取向熱解石墨的方法存在的材料晶粒較小、密度不足、表面易起皺等問題，提出了一種“多孔基底”策略。具體來說就是在石墨生長完成后，通過選擇性蒸發(fā)鎳-鉬合金中的鎳，形成海綿狀基底，從而顯著削弱了石墨與金屬表面的相互作用，進而有效地消除了冷卻過程中的界面應力，避免石墨烯薄膜形成皺紋或扭結(jié)。
 
　　采用這種工藝加工石墨烯薄膜，不但可以實現(xiàn)每秒6.2層的超高速生長，也有利于大面積規(guī)模化生產(chǎn)產(chǎn)品，甚至可以定制成復雜形狀來滿足特定產(chǎn)品需求。而測試結(jié)果顯示，這種方法制造的石墨烯膜，楊氏模量達到969吉帕斯卡，拉伸強度1.29吉帕斯卡，平面熱導率高達2034瓦/米·開爾文，電導率高達22500西門子/厘米，一項項數(shù)據(jù)也證明了其發(fā)展?jié)摿Α?/div>
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