改性石墨烯涂料

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。改性石墨烯涂料

溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高质量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的产率比较高(大约为8%)，电导率为6500S/m。研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯，整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷，为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。缺点是产率很低。中国香港石墨烯研发石墨烯的发现可以追溯到2004年，由英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫共同发现。

可实现高质量石墨烯的大量制备，同时也为兼具特定构造、性能和运用的石墨烯三维体材质的制备提供了一个基本思路。近日，我所纳米与界面催化研究组（502组）金立、傅强和包信和等研究人员与中科院金属所成会明研究员***的研究小组协作，运用本组近来研制的深紫外激光光电子发射显微镜（DUV-PEEM）系统对单层石墨烯生长过程和构造开展了研究，并成功发现，在Pt表面上运用化学气相沉积法(CVD)生长取得的毫米尺寸的单层石墨烯中，具凹角分界的石墨烯片层为多晶构造，存在不同的晶格倾向，而只有凸角分界的石墨烯片层则具理想的单晶构造。该方式作为一个**主要的判据，确证了运用CVD方式能取得大面积、单层、单晶石墨烯。该成果近日刊出在《自然-通讯》NatureCommunications上（(2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/）。我所深紫外激光光发射电子显微镜（PEEM）研制是国家关键科研配备研制项目（“深紫外全固态激光源关键科研配备研制”）资助下得到的**主要成果。

石墨烯导电性能较好，且具有很高的热辐射系数，在散热涂料中添加石墨烯，通过“导热搭桥”机理，涂层的散热面积大幅增加，有助于将热源的热量快速散发。此外，漆膜中的石墨烯，还能够避免因高温造成的涂层耐老化性下降，有助于在高温环境中长期使用。石墨烯辐射的光波波长是3—15微米左右，与人体发射的红外频谱接近，所以，石墨烯能发射的“生命光波”被吸收产生温热效应，能与生物体内细胞的水分子产生***的“共振”，使人体微血管扩张，血液循环加快，促进机体的新陈代谢，提高机体的免疫能力。在紧身运动衣、瑜珈服、慢跑服、泳装、防晒服、跑步鞋等运动系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、持续导热、防紫外线和高耐磨等特性，从而得到防臭、亲肤、散热、防晒的多功能性运动面料。在无缝内衣、棉纺内衣、婴孕内衣等内衣系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、远红外等特性，从而得到安全、康护、舒适的多功能内衣面料。在床垫、床单、被套、沙发套等家纺系列中，使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线，可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、防螨、远红外等特性。石墨烯是一种只有一个原子层厚度的二维碳材料，由碳原子以六角晶格结构排列组成。

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压，石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。基于氧化石墨烯制备的石墨烯导热膜，具有良好的热导率，可作为各类电子设备的优良的散热材料。湖南石墨烯研发

与铅酸电池相比，石墨烯电池的充放电次数是铅酸电池的两倍或三倍。改性石墨烯涂料

新闻记者日前得悉，由无锡兴达泡塑新材料股份有限公司与常州第六元素材料科技股份有限公司，协作研发的石墨烯阻燃型EPS新材料成功实现产业化。据了解，该材质在我国的应用也呈上升趋向，但我国建筑物外保温市场阻燃型石墨EPS市场被国外品牌独占。为冲破国外对新型阻燃型EPS新材料的垄断，推动我国EPS材质的转型升级，常州第六元素与兴达泡塑两家企业走到了一同。从2016年7月开始，第六要素和兴达泡塑分别成立了研发小组，并开发出奇特的石墨烯多级研磨预配到聚合应用工艺技术。通过双方的共同努力，技术疑问都被逐个突破。目前，兴达泡塑已成功开展了30m3的大试试验，阻燃等级达到B1级别。常州第六元素材料科技股份有限公司总经理瞿研告知新闻记者，新型石墨烯阻燃型EPS新材料率先在我国实现产业化，将给EPS行业流入新的发展生机，带来新的发展机遇。。改性石墨烯涂料