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石墨烯高效分散该怎么办?纳究告诉您

石墨烯高效分散该怎么办?纳究告诉您

由于石墨烯是由sp2杂化的碳原子构成的平面共轭结构,其片层间存在非常强的π-π作用以及范德华作用力,导致其分散性极差,严重制约了石墨烯的实际应用。虽然传统的商品表面活性剂(如SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80)、高分子稳定剂(如PVP、PSS、PDDA)等都可以对石墨烯起到一定的分散稳定作用,但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓度低等问题。过多的分散剂用量以及过低的石墨烯浓度均是构建复合材料的不利因素。

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石墨烯发热膜的应用

信息来源:www.najiukeji.com发布时间:2018-08-24 点击数:



  目前,中国石墨烯产业化的两大应用分别为石墨烯粉末涂料和石墨烯发热膜。粉末涂料由于门槛相对较低,鉴别难度高,市场较为混乱;而石墨烯发热膜,拥有单层石墨烯的明显特征,具有透明、轻薄、柔软可折叠等特性,也是实现大规模石墨烯民用的核心基础。




1.发热膜基本原理


  从石墨烯的能带结构可知,单层石墨烯在电场为零时,导电载流子浓度为零,称狄拉克点。在距离狄拉克点较远的地方,石墨烯中只有单一的载流子。负栅压使石墨烯成为电子导电,蕞终使器件的电阻率发生从几千欧到几百欧姆的变化。在实验中可以测量电阻率(或电导率)和霍尔系数来证实栅压对石墨烯载流子的调节作用。在狄拉克点附近,石墨烯中载流子逐渐由电子(或空穴)过渡到空穴(或电子),霍尔系数在此处改变符号(电子为正,空穴为负),此时载流子的浓度蕞小,电阻率蕞大。根据石墨烯此种特性为基础,开发了温度可控、可调节的石墨烯发热膜,其工作原理如图4所示。


                         


2.发热膜优异性能


  由于石墨烯本身是二维及柔性、透明、结构稳定,其低电阻率,可耐受极高的饱和电流,交、直流通用;其低电压变生高热量,3V电源即可加温至100℃以上,轻松实现低品位能源到高品位应用的转化;具有高饱和电流、高导热系数,单位面积功率高,具有发热快、传热快、发热均匀的特性;石墨烯膜是碳,碳产生远红外辐射,有良好的医疗、理疗作用。因此,石墨烯非常适合应用在加热膜领域,石墨烯透明发热膜利用石墨烯优良的加热性能和远红外光波,实现了日常保暖和健康理疗的双重功效。通过石墨烯优异的电热转化等性能,实现了快速保暖驱寒,而石墨烯加热发射的6~15μm远红外光波,能有效激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子,改善血液循环,增强新陈代谢,具有良好的消炎、镇痛等健康理疗效果。从不同尺寸发热膜的红外线成像图(图5)可以看出,石墨烯发热片上每个点的温度都非常均匀,点温度在极小范围内波动。





3.远红外的功效


  石墨烯发热膜发热释放出来的远红外波长与人体波长接近,集中在5.6~15μm之间,该区间的远红外波长被誉为人体的生命之光,红外线光波具有改善血液循环、改善循环系统、激活生物分子活性、护肤美容、提高免疫功能、消炎镇痛、改善关节疼痛、增强新陈代谢、调节自律神经等十大功效。




4.发热膜的应用领域


  由于石墨烯发热膜具有低电压高热量、轻薄便利等特性,石墨烯发热膜可广泛用于智能可穿戴领域、家庭智能取暖领域、家纺居家用品领域以及军工领域。




  目前中国石墨烯产业化已经走在世界前列,而要继续保持地位,关键在于民用市场的普及,要获得大众消费者的认可,只有越来越多的石墨烯民用消费品走进民用市场,中上游石墨烯的制备才有生存和发展的动力。




  石墨烯从工业领域走向民用市场,市场的范围和交易的价值都已不断扩大,石墨烯带来新的行业标准以及法律、法规等制度环境,也需要随之不断完善,这些完善除了企业家、行业协会的努力,更需要政府制定出台相关的产业政策、行业标准,可喜的是,近期出台的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》已经石墨烯行业标准建设纳入规划。




  相信随着中国相关政策、行业标准的不断完善,资本、技术的不断投入突破,未来几年,中国石墨烯产业化将加速发展。


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上海纳究智能科技有限公司专注于石墨烯及相关领域的新材料研发,成功改进了Hummers石墨烯生产法,开发并生产出高品质、多规格的石墨烯溶液与石墨烯粉体,持续为多所知名高校、企业等科研机构提供多个系列的石墨烯材料,推动创新科技产业化,成功生产出发热画,超薄发热膜,导电石墨烯银浆、防静电纺织品智能穿戴设备等市场反响良好,并受到科研人员的高度评价。

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