石墨烯材料的应用还需要突破

时间：2018-12-14

石墨烯材料的应用还需要突破

    目前石墨烯材料的应用市场主要集中在导电散热膜（包括发热服装、理疗产品等）、导电添加剂、散热材料这几个领域，在高端的集成电路、芯片、显示材料等领域还无法看到成熟产品，究其主要问题有四个，**，在这几个高端领域的应用主要依托真正单层石墨烯的性能发挥，市面上号称年产三十吨石墨烯的制备工艺，不管是氧化还原法还是物理法，都很难批量得到无缺陷的单层石墨烯原料，往往是三层甚至是十层以上的石墨烯微片，而且每次使用前还要想办法分散，否则由于强团聚效应，往往变成一堆石墨粉末材料，丧失了石墨烯在电学和热学等方面的性能优势。要克服石墨烯的团聚现象，就需要解决其分散性的问题，由于石墨烯的疏水性和化学惰性，相对于氧化石墨烯，其分散性较低，目前主要的处理方法是物理分散和化学分散的方法，物理分散方法采用声或者强力搅拌，是石墨烯均匀分散。化学分散法主要包括石墨烯功能化改性和原位聚合法。原位聚合法通过添加纳米粒子，通过纳米粒子将石墨烯片层撑开，增加间距，从而阻止团聚，但是这种方法的存在的问题纳米材料与复合材料基体原料之间必须相容性好，这需要合适的溶剂，这种溶剂的选择较为困难，并且具有环境污染的危险。石墨烯的功能化改性是利用共价和非共价的方法添加小分子官能团，对石墨烯表面基团进行修饰，提高石墨烯的溶解性、分散性，比如通过氧化，使表面含有羧基、羟基，通过添加硅烷偶联剂对石墨烯进行硅烷化处理，通过高分子聚苯乙烯磺酸钠修饰石墨烯，利用两者间的非共价键阻止石墨烯片层团聚。除添加小分子外，还可以通过物理方式改性石墨烯表面，例如通过离子液体进行改性。除上面的方法外，还可以采用添加分散剂和电荷吸引的方式实现石墨烯的分散，避免团聚。

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