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  回首2017年,石墨烯随着我国科技的发展变得愈发火热,各大品牌制造商们也是卯足了劲专注于研。究竟哪些石墨烯科研创新成果在2017年更受到人们的瞩目?为此,小编特意盘点了2017年仪表行业十大人气石墨烯科研创新成果。

  近日,浙江大学高分子系高超团队研发出一种高导热超柔性石墨烯组装膜,这一最新成果解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题,有望在高效热管理、新一代柔性电子器件及航空航天等领域获得重要应用。文章发表在《先进材料》上。

  据悉,高超团队创造性地提出了“微褶皱”思路:石墨烯缺陷少,可实现高导热率;微褶皱使材料在拉伸弯折时有足够的应变空间,可确保高柔性。研究者还使用了无碎片的超氧化石墨烯作为原料,以降低边缘声子逸散。同时,采用高温热处理,去除石墨烯表面的官能团并修复石墨烯内部孔洞,得到少缺陷的石墨烯结构。这些结构变化通过拉曼、XRD及透射电镜检测进行了确证。所得石墨烯膜的热导率平均值为1900 W/mK,最高值达到2053 W/mK。

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队成功研发出了一种新型高性能、低成本双碳钾离子电池,相关研究成果A Dual-Carbon Battery Based on Potassium-Ion Electrolyte(《基于钾离子电解液的双碳电池(K-DCB)》)已在线发表于能源材料期刊Advanced Energy Materials上。

  研究表明,该新型廉价双碳钾离子电池的放电中值电压高达4.5V,单个纽扣电池就能同时点亮两颗LED灯,并且电池充放电循环100圈后,容量几乎没有衰减,使得其可以满足高电压器件的要求。相对于现有传统锂离子电池技术,该新型电池将大幅降低生产成本,还具有环保友好、安全性高、能量密度相对较高等优点,因此在大规模可再生清洁能源储存、通讯备用电源等领域具有广泛的应用前景。

  从中国科学院获悉,该院宁波材料技术与工程研究所王立平研究员和薛群基院士团队成功研制出拥有自主知识产权的新型石墨烯改性重防腐涂料——这层石墨烯“防腐外衣”,有望让钢铁材料“抵御”来自热带海洋环境下高盐、高湿及高温的侵袭。

  王立平告诉笔者,我国拥有高达2000亿元的防腐涂料市场,其中重防腐涂料需求年均增速超过20%,不过由于没有形成自主知识产权技术,缺乏相应技术标准,以前70%的重防腐涂料市场被外资品牌垄断。如今国产石墨烯“防腐外衣”的成功研制,也有望改变我国重防腐涂料被国外产品垄断的市场格局。

  最近,在量子调控与量子信息重点专项项目的支持下,北京大学刘开辉研究员、俞大鹏院士、王恩哥院士及其合作者,继2016年首次实现石墨烯单晶的超快生长之后,在米级单晶石墨烯的生长方面再次取得重要进展。研究团队将工业多晶铜箔转化成了单晶铜箔,得到了世界上目前最大尺寸的单晶Cu(111)箔,利用外延生长技术和超快生长技术成功在20分钟内制备出世界最大尺寸(5×50 cm2)的外延单晶石墨烯材料。该研究结果为快速生长米级单晶石墨烯提供了必要的科学依据,为石墨烯单晶量子科技的产业化应用奠定基础。

  该研究成果于2017年8月在《科学通报》(Science Bulletin)发表,并被选为封面文章。中国科学院沈阳金属研究所成会明院士同期在Science Bulletin发表重点推荐评论文章。

  2017年各个方向不断出现令人惊喜的研究成果,让人们对石墨烯的未来充满期待。但总体来讲,石墨烯技术成熟度还比较低。对于石墨烯的发展,其制约因素或者说难点,主要在材料制备技术、全新设计理念和二维操控技术等方面。不过科学家们也比较乐观,近两年石墨烯的可控低成本制备技术已取得了突破性进展,有望在不久的将来形成石墨烯产业。

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