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刷新石墨薄膜强度和导电性记录 韩国基础科学研究所带来全新成果
2025年08月13日 17:39:49
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4708
近日，韩国基础科学研究所开发出一种突破性的新方法，能够制备出毫米级晶粒、镜面般光滑的石墨薄膜。这种石墨薄膜的晶粒尺寸约为传统人造石墨的1万倍，性能将更接近单晶石墨理论极限。
近年来，石墨烯市场获得高度关注，并且呈现出逐年增长的趋势。根据相关统计数据显示，截至2024年，全球石墨烯市场规模就已经来到了12.38亿美元，并且预计接下来还将以18.80%的复合年增长率增长。
而之所以石墨烯展现出如此庞大的市场规模，如此巨大的发展潜力，与这种材料的特殊性有着密切的联系。
石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，并且，它的强度还伴随着优异的柔韧性，这赋予了它非常高的可塑性。与此同时，石墨烯的导电性、热导率、光学特性均十分优秀，并且展现出了很好的化学稳定性与生物相容性。可以说，石墨烯的出现满足了诸多领域对“未来材料”的认知，事实上这也是石墨烯被称为“新材料之王”的原因。
但更夸张的是，即便是现有的技术，对于石墨烯的开发仍没有到达极限，随着工艺的发展，石墨烯仍然在给我们创造更多的惊喜。
而就在近日，韩国基础科学研究所开发出一种突破性的新方法，能够制备出毫米级晶粒、镜面般光滑的石墨薄膜。这种石墨薄膜的晶粒尺寸约为传统人造石墨的1万倍，性能将更接近单晶石墨理论极限。
据悉，团队为了解决传统高温处理聚合物薄膜或制备高取向热解石墨的方法存在的材料晶粒较小、密度不足、表面易起皱等问题，提出了一种“多孔基底”策略。具体来说就是在石墨生长完成后，通过选择性蒸发镍-钼合金中的镍，形成海绵状基底，从而显著削弱了石墨与金属表面的相互作用，进而有效地消除了冷却过程中的界面应力，避免石墨烯薄膜形成皱纹或扭结。
采用这种工艺加工石墨烯薄膜，不但可以实现每秒6.2层的超高速生长，也有利于大面积规模化生产产品，甚至可以定制成复杂形状来满足特定产品需求。而测试结果显示，这种方法制造的石墨烯膜，杨氏模量达到969吉帕斯卡，拉伸强度1.29吉帕斯卡，平面热导率高达2034瓦/米·开尔文，电导率高达22500西门子/厘米，一项项数据也证明了其发展潜力。
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