激光誘導石墨烯技術製備無基大尺寸石墨烯紙

激光（guāng）誘導石墨烯技術製備無基大尺寸石墨烯（xī）紙
來源：東莞（wǎn）市捷誠石墨製品有限公司 發布時間：2019-01-02 點擊次數：190


北京航空航天大學機械工程與自動化學（xué）院Rosda教授利用激（jī）光誘導石墨烯（LIG）成功製備了無基（jī）體石墨烯紙。他的最新研究（jiū）成果已在網上由著名期刊small（if:9.598，q1）和carbon（if:7.082，q1）發表，2017級博士生王延安和2016級（jí）碩士王勇分別是文章的第一作（zuò）者。羅斯達教授是這兩篇文章的唯一通訊作者。北京航空航天大學是唯一的通信單（dān）位（wèi）。

近年來，石墨烯已成（chéng）為科學領域的研究熱點。中國塗料在線塗層技術有限公（gōng）司石墨烯紙（zhǐ）（gp）是一種自支撐的宏觀二維（wéi）材料，具（jù）有超輕、超薄、高強度、高導電性、高導熱（rè）性等特點，在柔性電子、智能結構、儲能裝置、生物醫學（xué）等領域具有潛在的應用價值。而傳統的gp製備主（zhǔ）要依靠液相組裝法，由於原料昂貴、工藝繁瑣、加工效率低，不利於大規模的製備和應（yīng）用，為解決這一問（wèn）題，萊斯大學著名化學家詹姆斯·圖爾提出2014年公開了先進的激光誘（yòu）導石墨烯（xī）（LIG）技術，不僅大大降低了生產成本，而且使（shǐ）柔性石墨烯器（qì）件（jiàn）的製備變得簡單、高效，但目前（qián）還（hái）沒有提出用先進的（de）LIG技術製備大尺寸無基體石墨（mò）烯紙的研究和方法，這限製了我國（guó）石墨烯工業的發展。這在一定程（chéng）度上說（shuō）明（míng）了LIG技術（shù）和設備的應用，Rosda教授的團隊借此機會進行了一係列的研究，以尋找一種可行（háng）的製造方法。

Rosda教授的團隊在對各種聚合物（wù）薄膜製作（zuò）的LIG應變傳感器的係統研究中發現，與其他聚（jù）合物（wù）基板相比，多孔聚酰亞胺纖維聚合物薄膜（PI紙（zhǐ））可以製作出表麵光滑度和導（dǎo）電性大大提高的LIG結構，因此，羅教授受（shòu）到啟發，指導團隊進行係統研究。探索和驗證（zhèng）了如何在大規模加工條件下將聚酰亞胺（àn）紙轉化為輕結構，在保持良好機械穩定性的同時（shí）保（bǎo）持高光滑度和高導（dǎo）電性。

最後，Rosda教授（shòu）的團隊成功地利用先進的（de）LIG技術生產出了不依賴於基體支撐（chēng）的大型石墨烯（xī）紙，同時（shí）發現PI紙具有特殊的多孔層狀纖維網絡結構，能夠均勻吸收（shōu）CO2激光照射能量，大大抑製了結構變形。石墨化工藝造成的應力集中、疏鬆、損傷、失焦，保證了GP材料的連續大規模加工，目前單個GP材料的最大麵積為（wéi）1400平方厘米，已達到現有實驗室級（jí）石墨紙的最大尺寸之（zhī）一，且具有一定的柔韌性。GP材料的（de）韌性保證了通過激光二次加工可以實現各種（zhǒng）多尺度複雜結構（gòu），並可以與樹脂、矽膠（jiāo）等先進的工業材料進一步（bù）結合。

先進（jìn）的激光（guāng）誘（yòu）導GP材料具有優異的力學、電學、熱學和電化學性能。可用於穿戴式手勢識別、機（jī）器人運動捕捉、油水（shuǐ）分離、抗菌界麵和具有阻燃、防冰/除冰、結構健康監測等功能的先進航（háng）空樹脂基（jī）複合結構，具有廣闊的商業化前景。

為了將來的研究（jiū），Rosda教授（shòu）的團隊將繼續探索激光誘導石（shí）墨烯論文的（de）方向。在現（xiàn）有研究成果的基（jī）礎上，我們將在各（gè）個領域進（jìn）一步探索這種將數字控製製造（zào）與尖端納米材料相結合的先（xiān）進技術的潛力，同時，團隊（duì）將繼續研究石墨烯紙的高通量連續卷對卷（juàn）製造，探索其應（yīng）用前景。商業前景和創造更多價值（zhí）。

在科學研究的過程中（zhōng），計劃通常無（wú）法跟（gēn）上變化，最初（chū）的假設可能與（yǔ）過程（chéng）的結果有很大的不同。但正是這種不同（tóng）的結果可能會激發新（xīn）的想法（fǎ）。在采訪（fǎng）結束時，Rosda教授說。在科學研究（jiū）的過程（chéng）中，每一個（gè）看似不正常的結果都可能會作為一個新的（de）突破點，我們（men）必須（xū）關注每一個結果。此外，羅斯達教（jiāo）授告訴我們，我們必須著眼世界，實時跟進前沿的發展。一（yī）旦你有（yǒu）了（le）新的想法，你（nǐ）就可以站在巨（jù）人的肩膀上，為將來的研究重複出更清晰的想法。

Rosda教授的（de）低成本大麵積激光誘導石墨烯紙製（zhì）備技術對大規模製備宏觀石墨烯材料和結構以及商業應用具有一定的指導思想和科學意義，為今後的研究，Rosda教授的團隊（duì）將繼續探索激光誘導石墨烯紙製備（bèi）技（jì）術的發展方向。SER誘（yòu）導（dǎo）石墨烯紙（zhǐ），探索將數字控製製造與尖端納米材料相結合的先進技術在各個領域的潛力，同時（shí）繼續研究石墨烯紙的高（gāo）通量連續卷對卷製造，探（tàn）索其商業前景並創造希望（wàng）他們在這（zhè）個領（lǐng）域取得（dé）更大的突破和成（chéng）就。

這項研究得到了（le）國家自然科學基金青年項目、國家商用飛機製造工程技術中心和航空科學基金會的創新基金會的（de）支持。

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