超級(jí)蒙烯材料制備,是在高溫條件下分解碳源為碳原子,在傳統(tǒng)材料表面化學(xué)沉積,生長得到連續(xù)態(tài)石墨烯薄膜,能夠最大程度保留石墨烯特性與襯底材料形態(tài),使材料擁有新功能。超級(jí)蒙烯材料可以避免石墨烯薄膜制備后的剝離轉(zhuǎn)移問題,并可以解決石墨烯薄膜無自支撐性問題。
超級(jí)蒙烯材料可以在纖維、箔材、粉體等形態(tài)的金屬材料、非金屬材料表面進(jìn)行生長。金屬材料包括銅、鎳、錫等,由于這些材料具有催化活性,超級(jí)蒙烯材料易于生長;非金屬材料包括二氧化硅、氧化鋁、碳化硅等,由于這些材料無催化活性,超級(jí)蒙烯材料生長難度大。蒙烯玻璃纖維是最具代表性的超級(jí)蒙烯材料。
北京大學(xué)、北京石墨烯研究院團(tuán)隊(duì)以“超級(jí)蒙烯材料:石墨烯應(yīng)用的創(chuàng)新策略”為題在《ACS Nano》上發(fā)表超級(jí)蒙烯材料研究成果。針對(duì)超級(jí)蒙烯材料在非金屬材料表面生長速度慢的問題,北京石墨烯研究院提出了高電負(fù)性粒子與活性碳物種在玻璃纖維襯底表面“共吸附”的控制策略,實(shí)現(xiàn)了石墨烯生長速率大幅提升,研究成果發(fā)表于《Nature Communications》。
2023年,蒙烯玻璃纖維已經(jīng)應(yīng)用于全球首臺(tái)蒙烯玻璃纖維除冰葉片樣機(jī)、全球首列蒙烯玻璃纖維電熱座椅地鐵中。2023年10月,北京石墨烯研究院有限公司發(fā)布石墨烯冷凍電鏡支撐膜、超級(jí)蒙烯玻璃纖維織物、全球首臺(tái)米級(jí)寬幅蒙烯玻璃纖維織物卷對(duì)卷制備系統(tǒng)3款產(chǎn)品。
新思界
行業(yè)分析人士表示,石墨烯是革命性的新型納米材料,擁有優(yōu)異的光、電、力學(xué)性能,進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國相關(guān)研究成果、專利數(shù)量快速增長。2023年,我國石墨烯市場(chǎng)規(guī)模超過380億元。高質(zhì)量石墨烯制備通常采用CVD法在襯底上生長,然后進(jìn)行剝離,剝離難度大,對(duì)其應(yīng)用拓展、市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大造成不利影響。超級(jí)蒙烯材料可以規(guī)避傳統(tǒng)石墨烯生產(chǎn)、應(yīng)用方面的不足,擁有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/div>