標(biāo)號石墨烯薄膜是石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。不斷提升石墨烯材料的質(zhì)量，無限接近理想狀態(tài)，是石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和原動力。實際上，從2009年的第一篇石墨烯生長文章至今，已逾七年時間。盡管大家還沒有提出這樣一個概念，但是一直在朝著這個方向努力。

例如，單晶疇區(qū)尺寸，最初只有十微米左右，現(xiàn)在可以做到一英寸左右的大小，而且還有很大的提升空間。可以想像，隨著疇區(qū)尺寸的增大，性能也逐漸提升，用途自然越來越廣闊。在銅箔表面生長石墨烯，是一大堆單晶疇區(qū)拼接起來的多晶薄膜，就像一件破衣服。利用表面工程學(xué)方法，用三聚氰胺把銅箔表面的活性中心鈍化，這樣就可以大幅度減少成核中心的數(shù)量，從而長出厘米尺寸的大單晶石墨烯來。載流子遷移率是表征石墨烯質(zhì)量的好辦法。通常石墨烯薄膜的遷移率做到5000以上就不錯了，我們的三聚氰胺鈍化技術(shù)可以做到16000以上，質(zhì)量非常高。

快速生長也是制備高質(zhì)量標(biāo)號石墨烯薄膜的重大挑戰(zhàn)。“慢工出細(xì)活”，要想長得好，通常就得慢慢長。我們發(fā)明了梯級供料和成核后鈍化技術(shù)，大幅度提高了動力學(xué)率，這樣毫米級的單晶生長速度可以比普通方法快五十倍。利用我們發(fā)明的空間限域生長技術(shù)，可以進(jìn)一步提高碳源分解速度，使得生長速率達(dá)到每分鐘三百微米。

我們不僅僅滿足于實驗室規(guī)模的石墨烯生長，還在致力于發(fā)展規(guī)模化的批量制備技術(shù)。這是我們的第二代生長裝備，每臺年產(chǎn)能可達(dá)兩萬平方米。

長在銅箔上的石墨烯薄膜，使用時需要剝離下來轉(zhuǎn)移到其他支撐襯底上，例如塑料薄膜上。這件事情也不容易，因為就一兩個原子層厚度。我們也在做各種各樣的嘗試，我們發(fā)展的卷對卷轉(zhuǎn)移技術(shù)可以實現(xiàn)規(guī)模化的轉(zhuǎn)移，而且利用熱水即可，綠色環(huán)保。

石墨烯材料的新星：三維粉體石墨烯

三維粉體石墨烯其實我們已經(jīng)做了好幾年，或許會成為石墨烯材料領(lǐng)域的新星。

什么叫做三維粉體石墨烯呢？

實際上，傳統(tǒng)的粉體石墨烯含有氧、氫、氮等很多雜原子，并不是嚴(yán)格的純碳石墨烯，質(zhì)量很差。盡管成本比較低，但是環(huán)境污染非常嚴(yán)重，產(chǎn)生大量的廢液。另外，粉體石墨烯在使用時通常需要分散到液體中，由于很強(qiáng)的片層之間的相互作用，特別容易團(tuán)聚，這也是粉體石墨烯應(yīng)用的技術(shù)挑戰(zhàn)。

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