石墨烯需在制备与应用领域持续突破
- 2023年12月27日 08:58:56来源：化工仪器网点击：10556
【化工仪器网 项目成果】 石墨烯，这个被誉为“未来材料”的神奇物质，自2004年由安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功制备以来，就以其独特的物理化学性质和广泛的应用前景，引起了全球科研界的广泛关注。然而，尽管石墨烯的研究取得了一些重要的突破，但在其制备和应用方面，我们仍然面临着许多挑战。因此，我们必须在石墨烯的制备与应用领域持续突破，以实现其真正的潜力。
在日前举办的第二十五届中国国际高新技术成果交易会上，全球首个产业化应用的二维石墨烯材料亮相。石墨烯被认为是“会改变世界的材料”。它是目前世界上已知最薄、最坚硬、导电性和导热性最好的材料。这种既透明轻薄同时又具有超强韧度的二维材料，已经成为当下材料科学领域的“明星”。
大批量、低成本生产高质量的石墨烯材料，是其实现产业化应用的前提。但显然“用胶带撕下来”的剥离法并不适用于石墨烯材料规模化制备与生产。
目前，最常用的石墨烯制备方法是化学气相沉积法，但这种方法需要高温和高压的条件，且产量低、成本高。此外，这种方法制备出的石墨烯质量参差不齐，难以满足不同应用的需求。
其次，石墨烯的应用也是一个亟待解决的问题。2010年至今，石墨烯材料的应用都是以粉体材料为主，用作电热产品、导电添加剂、防腐涂料等。
虽然石墨烯在电子、光电、能源、生物医学等领域都有广泛的应用前景，但由于其制备困难、成本高昂等问题，这些应用还处于初级阶段。例如，石墨烯在电子设备中的应用，由于其优异的导电性和导热性，可以大大提高设备的性能。但是，由于石墨烯的制备成本高，使得其在电子设备中的应用受到限制。
为了解决这些问题，我们需要在石墨烯的制备与应用领域持续突破。在制备方面，我们可以从两个方面进行努力：一是开发新的制备方法，如液相剥离法、微波辅助法等，以提高石墨烯的产量和质量；二是优化现有的制备方法，如改进化学气相沉积法的条件，以降低石墨烯的制备成本。
在应用方面，我们可以通过以下几个途径来推动石墨烯的应用：一是加大研发投入，提高石墨烯的生产效率和降低成本；二是加强跨学科的合作，将石墨烯与其他材料或技术结合，开发出新的应用；三是加强政策支持，为石墨烯的研究和应用提供良好的环境。
总的来说，石墨烯的制备与应用是一个复杂而艰巨的任务，需要我们在理论和实践上不断探索和突破。未来10年值得期待的是一维石墨烯纤维材料，它有望用作散热膜、功能纤维、结构增强纤维，甚至超级导线等。只有这样，我们才能真正实现石墨烯的潜力，推动科技进步，造福人类社会。
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