2020年石墨烯十大商用近况(附企业清单)

石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料,这一特性引起了研究人员的极大兴趣,其主要性能和制备方式已经被许多科学家和学者反复讨论验证。此外,它具有的出色的电、热和光学特性,在电池、传感器、太阳能电池板、电子产品等各个领域具有许多应用潜力。

业内人士非常关注石墨烯的商用情况,这是它最大的挑战之一,也是业界讨论的重点。目前,全球有数十家石墨烯制造商,尽管产量相对较低、成本也较高,但我们已经看到一些石墨烯的商业应用。未来随着其产量的增加和价格的下降,石墨烯有望在越来越多领域得到应用。

01电池
新能源电池是石墨烯最早商用的重要领域。早前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池可在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。石墨烯超级电池的成功研发,解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

此外,有研究人员证实,其制备了一种由石墨烯和硅制成的锂离子电池,该电池一次充电可使用一周,仅15分钟即可完成充电。华为也曾发布了其对基于石墨烯的锂离子电池的研究,该电池具有更高的耐热性,且寿命是传统锂离子电池的两倍。

02复合材料
通过在材料表面添加一些石墨烯,并加以其他工艺辅助,可以改善聚合物体系的性能和功能。少量添加石墨烯可以使环氧树脂的刚度和强度提高一倍,并且碳纤维增强体系的压缩性能显著提高,这有望为航空航天、高性能汽车、风能和体育应用提供性能更强的新一代聚合物和复合材料。

有研究人员将碳纳米管石墨烯添加到环氧树脂复合物中,并涂覆于直升机旋翼桨叶的前缘,其在一定条件下可融化1厘米(0.4英寸)厚的冰层。

国际车轮生产商Vittoria销售由石墨烯增强的复合材料制成的自行车车轮,石墨烯可为车轮提供了诸如散热(降低15-30°C)、增加横向刚度(超过50%)等优势。Applied Graphene Materials公司宣布已提供石墨烯材料,用于生产英国Century Composites制造的钓鱼竿。HEAD公司也推出了用于女士的石墨烯增强型滑雪板,名为Joy,意在轻巧耐用。

03传感器

石墨烯因其独特的特性(包括大的体积比,独特的光学特性,出色的电学特性),在传感器应用中得到了极大的开发。例如,它已应用于葡萄糖、胆固醇、血红蛋白和癌细胞的诊断。同时,它也可以用作pH传感器来检测污染物。由于基于石墨烯的压力传感器占地面积小、重量轻,因此它对航空业也特别有吸引力。

石墨烯在空气或生物流体中不会氧化,通过将生物捕获分子和阻挡层应用于石墨烯,然后控制石墨烯与生物测试样品的液体之间的电压差,可以将石墨烯电路配置为场效应生物传感器。在各种类型的石墨烯传感器类型,生物传感器是第一种可出售的传感器。

04医疗

在医疗领域,石墨烯有望作为药物输送平台来治疗癌症,也有可能在组织工程中作为增强剂使用。但是这些都不太可能在近期进入市场,加快其商用推广已成为热点话题。
· 组织工程:石墨烯在组织工程中用作增强剂,可以改善可生物降解的聚合物纳米复合材料在工程骨组织应用中的机械性能。
· 生物成像:功能化且分散于表面活性剂的石墨烯溶液已被设计为血池MRI造影剂。此外,掺入石墨烯纳米粒子的碘和锰已成为多模式MRI计算机断层扫描(CT)造影剂。
· 药物输送:莫纳什大学(Monash University)的研究人员发现,石墨烯可有效吸附癌细胞,从而能够设计用于癌症治疗的药物递送剂。

05石油化工

石墨烯纳米材料可以作为乳液稳定剂,或作为井眼强度改进剂,可以对钻井液和完井液具有流体渗透屏障的作用,这会为钻探活动产生“智能流体”,可以减少渗入岩层孔隙的流体、保持原始岩层压力、减少钻孔工具的磨损,以及减少钻杆液压粘附或卡住管道的可能性。

使用石墨烯纳米材料作为钻井泥浆润滑液,可增强减摩能力、抗磨性能和泥浆稳定性。此外,使用石墨烯材料以及单壁纳米碳材料进行的纳米技术EOR化学研究已经成为近期的研究重点。从理论上讲,这些材料会与油反应并改变其油性,从而增加油的流动性,从而提高原油的产量。

06涂料

氧化石墨烯用作涂料的添加剂,可以用于从玻璃到金属的各种表面。通过简单的化学修饰,所得涂层在化学和热稳定性方面表现得像石墨,但在机械方面它们又变得非常坚固,几乎与石墨烯一样坚韧。

· 蒸汽冷凝器上的石墨烯涂层使冷凝效率提高了三倍,整个工厂的效率提高了2-3%。
· 石墨烯涂层可能会被引入新一代防水设备,使得防水设备的底盘不需要再被密封。
· 使用石墨烯作为导电添加剂后,可以规避因为导电剂带来的底漆颜色变深的问题,对于汽车静电喷涂的改进十分有利。数据显示,加入2%到4%的石墨烯后,底漆涂层值为40-50,完全可以满足汽车对静电喷涂的色度要求。

07导电印刷和包装

石墨烯基油墨可提供高导电性、柔韧性、高速印刷和低温固化,这意味着可以对印刷品进行摩擦、弯曲、折皱而不会造成损坏,并且可以稳定地抵抗温度、湿度和腐蚀,这为诸如医疗设备、能量存储设备、高分辨率显示器以及电化学和生化传感器之类的特殊应用打开了印刷电子产品的大门。

包装公司MWV与Vorbeck Materials合作,为需要嵌入式安全系统的产品创建了基于石墨烯的包装,其传感器可以检测出产品何时被移动,何时被取出等。

08运动器材

石墨烯基复合材料将有助于生产更坚固、更轻且更耐用的运动器材。

Directa Plus是自行车轮胎的石墨烯供应的先驱,早期的实验室轮胎测试表明,石墨烯的添加会给产品的性能带来飞跃。在50公里的计时赛中,可以帮助运动员节省40秒的时间,并且石墨烯的应用使得车胎对穿刺和割伤的抵抗力得到了显著提高。

HEAD公司宣布了他们的新系列石墨烯网球拍(YouTek Graphene Speed系列)。据称石墨烯的使用可以使得球拍杆身变得又轻又坚固。

09超级电容器

超级电容器就像电池和电容器的混合体。石墨烯超级电容器是一种特殊的电容器,拥有异常高的导电性和大比表面积,在能量储存和释放过程中比同类产品有较高的优越性。

研究人员曾宣布了一种基于DVD燃烧器还原方法生产石墨烯超级电容器的新技术。随后,该技术被改造为生产堆叠式3D超级电容器。堆叠配置大大提高了设备的能量密度,在测试中,器件在12,000次充放电循环中保持稳定,并保留了90%的电容。

10晶体管


IBM的研究可以使石墨烯晶体管在不久的将来得到应用。该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务中的一部分,美国军方希望该项研究能够帮助他们研发出高性能的无线调频晶体管。

IBM研究院在接受采访时指出,石墨烯无法在数字计算领域完全取代硅,但它们可以互为补充,以混合电路的形式扩展计算机芯片的性能,此类电路不依赖于较高的开关比。同时他们表示石墨烯晶体管电路的尺寸在理论上是无限的,相较于硅基电路,石墨烯的输电速度要快200倍。

#赛前发布会#
古特比谈备战:
首先借这个机会感谢赛区工作人员,这里的体育设施是世界顶级的,酒店的保障也很棒。在世界其他地方的朋友经常跟我分享他们的经历,疫情大环境下,有的比赛取消了,有的延期了,有的球队现了病例,只有中国和中国足协能组织这样的赛事,这是伟大的壮举。
明天是第20场比赛,也是最关键的比赛,因为黄牌停赛和伤病,我们在过去的几天也一直在想,如何排出一个合适的阵容,但是我们的球员像马修斯一样,都是战士,很多球迷也在支持我们,我们会完成目标。

关于阵容不整
从第八轮开始,我们就陆续出现了伤病,我们一直在想办法调整,升班马的阵容深度不够,开赛的时候我的头发可能没现在这么白,我们在想通过技战术解决这个问题,胜负的因素可能就在最后一击,希望明天把这个做好。

关于残酷赛事
第一次经历这样残酷的保级战,我知道我们每天多么努力,所以没想到这个局面,但人生总是给你提出各种挑战,我的头脑很清晰,也有很深的信念,相信我们会继续下去。投资人保持信心,马修斯这样得老将压阵,球迷始终支持我们,家庭一样的氛围,起伏中我们都在一起,这些信念是明天比赛的关键因素。

马修斯谈备战:
首先感谢中国足协能组织这样的赛事,因为很多人的缺阵,我们这一场有很多不同,也调试了很多不同阵型,我相信我们可以打好这场比赛。这种情况下球员的心态最重要,我们一直积极去应对。#石家庄永昌[超话]#

武则天称帝后的天授年间,清河县发生了一件非常离奇的事。高官张镒有一位女儿,名叫倩娘,从小悉心培养,成年后长得端庄漂亮,求亲的人络绎不绝,踏破门槛。然而张镒曾经摸着外甥王宙的小脑瓜说道:“等你们长大后,我要将倩娘许配给你!“
 
说者无心,听者有意。虽然当时的王宙十分年幼,但是男人不管老少,对于美女的分辨能力那都是与生俱来的,他早就看出倩娘貌胜貂婵,不禁咽了咽口水,暗中发誓:长大后非倩娘不娶!张镒的这句戏言,深深地烙在了王宙的心坎上,成为了他奋斗的目标。
 
神奇的是,王宙和倩娘虽然天各一方,但是长大之后却经常莫名其妙地做同一个梦,并趁机在梦中相会,浓情蜜意,自由在在,犹如新婚燕尔,真的是乐不可支。如此隐秘之事,他们一直深藏心中,就连家人也丝毫不知。
 
张镒的幕僚对倩娘爱慕不已,于是花重金求取,张镒本来就很看好这位年轻人,立刻答应了这门婚事。显然,他早已把自己曾对外甥王宙许下的承诺忘得一干二净。所以,为什么小孩子总说大人的话不可信,这种事关王宙命运的大事都能说忘就忘,还能指望大人干点什么靠谱的事?
 
倩娘听闻自己被许给其他人,不禁泪如雨下,整日郁郁寡欢。王宙听说此事后,更是感觉天都塌了,难道这么多年的感情和等待全都要付之东流了吗?不到最后一刻,绝不认输,他亲自前往倩娘家里,力争调停此事。
 
然而张镒身为朝廷命官,聘礼都已经收了,嫁女之事怎能轻易更改。谁让王宙不早点求取,谁都知道先下手为强,后下手遭殃。就算有缘,也是天意弄人,还是安心认命吧。张镒夫妻对王宙一番好言相劝,再送他一笔钱财,让他赶紧回家去。
 
王宙怀着悲痛的心情铩羽而归,不走也不行啊,张镒怕他做出什么不理智的事情,毁了自己的一世英名,特地安排了十来位身强力壮的家丁随行,大伙将他一路“护送”到了船上,死死地盯着船只扬帆远去,这才深深地舒了一口气,转身打道回府。
 
张镒的这份恩情让王宙感动得泪流满面,整个身体就像被掏空一般无力,他静静地坐在船头,看着太阳落山,看着月亮升起,看着繁星漫天,却久久不能入睡。深夜,船只靠岸停泊,岸上突然传来一阵急促的脚步声,来不及分辨,此人已经踏上了甲板。
 
船夫惊慌地问道:“你到底是谁?深更半夜的,孤身一人来到船上有何贵干?”面前这位女子长得天姿国色,在朦胧的月色下尤其撩人,但越是如此,船夫越是心生恐惧,谁知道是不是什么东西幻化而成,为了吸取精气而来。一阵夜风吹过,船夫觉得脖子隐隐发凉。
 
女子俨然一笑道:“你不必害怕,我是来找王宙的!”说罢,急切地环顾四周。原来不是冲着自己来的,船夫舒了一口气,稍稍安心。
 
王宙听到倩娘的说话声,顿时一激灵,瞬间从发呆中醒来,欣喜若狂地来找倩娘。两人相见,泣不成声,倩娘哽咽地说道:“我们寝梦相感,两情相悦已经许多年,你对我情深意重,我怎能嫁给他人。就算死,也要跟你一起,所以今晚冒死前来。”
 
王宙喜出望外,想起白天护送他登船的那群家丁,催促船夫赶紧起航,连夜逃遁。他们两人倍道兼行,几个月后终于成功逃到了四川。从此幸福地生活了五年,生下两个儿子。奇怪的是,这五年来,张镒并未派人追赶,而且丝毫没有想要寻找女儿的意思。
 
倩娘十分思念父母,她悲伤地说道:“五年前,我不顾险阻,一心跟你私奔。想不到光阴飞逝,如今日夜思亲,我很想回去见见父母!”说罢泪如雨下。
 
王宙将倩娘捧在手心,最看不得她落泪的样子,一边帮她擦拭眼泪,一边轻声安慰道:“听你的,立刻收拾东西回去,不要难过了!”毕竟生米已经煮成熟饭,是时候见见老泰山了。
 
到了张镒的家门口,王宙一个人进去拜见,张镒耐心听完他的讲述后,一脸茫然,心想这孩子是不是思虑成疾,精神错乱,导致胡言乱语了。张镒忍不住摇头叹道:“倩娘因为突发疾病,躺在闺房之中已经五年,你刚才所说实在是异想天开,不如请来名医为你诊治一下!”
 
王宙很难过,想不到事到如今,张镒竟然还没看上自己,难道自己真的有那么差?他忍不住大声喊道:“倩娘就在船中,一看便知!”
 
张镒虽然觉得匪夷所思,但是本着治病救人的善意,还是派出了一位家丁前去一探虚实。家丁来到船上,惊讶地发现倩娘竟然坐在里面,面色红润,笑着向他问道:“家父是否安好?”家丁震惊得差点昏厥过去,幸好一把扶住了船舷,晃晃悠悠地爬上岸来。
 
张镒目瞪口呆地看着家丁绘声绘色地讲述刚才的所见所闻,不禁冷汗直冒,难道说,傻子也会传染?闺房内卧病不起的倩娘听到了他们的谈话,笑而不语,开心地更衣饰妆,随后走出,瞬间与前来拜见父母的另一个倩娘合二为一,就连两人的衣服也重叠一身。
 
此事见于《虞初志》一书。很明显,王宙只是一个极为普通的男子,除了长得还行,并没有什么特殊之处。然而他从小便能跟倩娘梦中相会,长大后,还能带着倩娘的分身享受逍遥的两人世界。只能说,倩娘不是一个普通的女孩,若说没有高人暗中指点,谁能相信?
(来源:大风起)#历史故事#


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