电动车充电只要1分钟 容量比传统高30倍(3)

2019-03-22 16:12

2011年成果

2009年12月1日在美国召开的材料科学国际会议上,日本富士通研究所宣布,他们用石墨烯制作出了几千个晶体管。富士通研究所的研究人员将原料气体吹向事先涂有用做催化剂的铁的衬底,在这种衬底上制成大面积石墨烯薄膜。

大面积的石墨烯制备一直是个难题。富士通用上述方法制成了高质量的7.5厘米直径的石墨烯膜。在此基础上,再配置电极和绝缘层,制成了石墨烯晶体管。由于石墨烯面积较大,富士通在上面制成了几千个晶体管。石墨烯晶体管比硅晶体管功耗低和运行速度快,可制作出性能优良的半导体器件。如果改进技术后有望进一步扩大石墨烯面积,这样能够制作出更多的晶体管和石墨烯集成电路,为生产高档电子产品创造了条件。

2009年11月日本东北大学与会津大学通过合作研究发现,石墨烯可产生太赫兹光的电磁波。研究人员在硅衬底上制作了石墨烯薄膜,将红外线照射到石墨烯薄膜上,只需很短时间就能放射出太赫兹光。如果今后能够继续改进技术,使光源强度进一步增大,将开发出高性能的激光器。

研究团队在硅衬底上使用有机气体制作一层碳硅化合物。然后,进行热处理,使其生长出石墨烯的薄膜。该石墨烯薄膜只需极短暂的时间照射红外线,就能从石墨烯上发送出太赫兹光。目前,该团队正致力于开发能将光粒封闭在内部,使光源强度增加的器件,期望能够开发出在接近室温条件下可工作的太赫兹激光器。

2010年,美国莱斯大学利用该石墨烯量子点,制作单分子传感器。莱斯大学将石墨烯薄片与单层氦键合,形成石墨烷。石墨烷是绝缘体。氦使石墨烯由导体变换成为绝缘体。研究人员移除石墨烯薄片两面的氦原子岛,就形成了被石墨烷绝缘体包围的、微小的导电的石墨烯阱。该导电的石墨烯阱就可作为量子阱。量子点的半导体特性要优于体硅材料器件。这一技术可用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等。

全球最小光学调制器问世 可高速传输信号 一秒钟内下载一部高清电影指日可待

据美国媒体今晨报道,美国华裔科学家使用纳米材料石墨烯最新研制出了一款调制器,科学家表示,这个只有头发丝四百分之一细的光学调制器具备的高速信号传输能力,有望将互联网速度提高一万倍,一秒钟内下载一部高清电影指日可待。这项研究是由加州大学伯克利分校劳伦斯国家实验室的张翔教授、王枫助理教授以及博士后刘明等组成的研究团队共同完成的,研究论文将于2011年6月2日在英国《自然》杂志上发表。这项研究的突破点就在于,用石墨烯这种世界上最薄却最坚硬的纳米材料,做成一个高速、对热不敏感,宽带、廉价和小尺寸的调制器,从而解决了业界长期未能解决的问题。

华人科研团队将石墨烯铺展在一个硅波导管的顶部,建造出了这款能打开或关闭光束的光调制器(调制器是控制数据传输速度的关键),把电子信号转化成光学信号传输数字信息。铜导线长距离传输速度最高可达100兆,而每个石墨烯调制器的传输速度比铜导线快约千倍。如果把10个石墨烯调制器放在一起,传输速度可以达到百万兆,上网速度将比现在快1万倍。价廉物美是石墨烯调制器的另一优势,\目前市场上的光学调制器5250美元一个,而我们的石墨烯调制器只需要几美元\。 相对于现有调制器几个平方毫米的体积,这种石墨烯调制器还具有体积小的优势,只有25平方微米,且仅有头发丝的四百分之一细,它可以放在电脑主板上的任何位置。张翔

教授表示,新石墨烯调制器不仅可用于消费电子产品上,还可用于任何受限于数据传输速度的领域,包括生物信息学以及天气预报等,未来也会广泛应用于工业领域。 低成本石墨烯电池 或将实现“一分钟充电”

据了解,美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新型储能设备,可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。该研究发表在近期出版的《纳米快报》上。 目前,作为导电性、机械性能都很优异的材料,素来有“黑金子”之称的石墨烯目前在中国市场上的价格近十倍于黄金,超过2000元/克。

新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。(科技日报)

首款手机用石墨烯电容触摸屏研制成功

1月8日,江南石墨烯研究院[9]对外发布,全球首款手机用石墨烯电容触摸屏在常州研制成功。该成果经上海科学技术情报研究所和厦门大学查实,显示为国内首创。 江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技有限公司联合无锡丽格光电科技有限公司和深圳力合光电传感器技术有限公司共同研发的手机用石墨烯电容触摸屏项目,成功制成电容触摸屏手机样机,并完成了功能测试。这款透明到几乎用肉眼无法辨析的超级薄膜,具有现有智能手机触摸屏的基本功能,电容屏传感器整个触摸区域可以识别单指和双指触摸及进行画线动作,实现图片单指手势左右拖动及双指手势放大和旋转,而这只是石墨烯材料产品之一。

据此前相关报道称,石墨烯的相关产品目前在国外还处于研发和概念机阶段,尚未有大规模制造及商业化。而此次首款手机用石墨烯电容触摸屏的成功研制,表明了石墨烯产品从实验室逐步走向了市场。

诺基亚研发石墨烯光电传感器

2012年8月,诺基亚的研发部门已经在着手研究石墨烯光电传感器,并且已经在美国专利和商标局注册了一项专利。

诺基亚石墨烯光电传感器原理

在公布的专利描述中,带有石墨烯光电收集层的光电探测器/像素,由一些列手指状的电极被安置在石墨烯收集层上,用来收集光子透过时产生的电子空洞,石墨烯纳米带作为场效应晶体管对随之产生的电流进行放大,并将其转移到相连的电子控制

元件上。多层探测和放大层被互相叠放,以此来吸收和过滤相应颜色的光。 石墨烯作为光电传感器材料的优势就在于其透光性。这种单层的六边形碳原子材料仅仅吸收2.3%的光,并使所有光谱的光均匀地通过(红外线、可见光和紫外线)。因此,对于诺基亚的团队来说,这在光线不足的条件下肯定比传统的CMOS传感器具备更好的性能。同时,石墨烯传感器比传统传感器薄许多,因此你的下一个4100万像素的PureView手持设备肯定不会是像诺基亚808那样的大块头。此外,石墨烯传感器比目前的CMOS在生产工艺和流程方面更简单,造价更便宜。

目前的石墨烯生产由于种种原因,还仅停留于实验室阶段,而用石墨烯制造的传感器,目前也表现出了照片响应差、噪音多等问题。因此诺基亚或许将在最近几年不断提升和研发这种石墨烯光电传感器的性能。[10]

编辑本段大规模生产

全球首条石墨烯生产线慈溪开工,在慈溪市慈东滨海区,年产300吨石墨烯项目正紧锣密鼓筹建中。不久之后,这里将出现全球第一条石墨烯生产线。

受此影响,21日石墨烯概念股受到追捧,华丽家族早间涨停,一度触及涨停的工大高新目前也有近9%的涨幅,中钢吉炭、中国宝安、金路集团等概念股均有不同程度涨幅。

“石墨烯是目前世界上已发现的最、最坚硬的纳米材料,它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料,还能做出超坚韧的防弹衣。”宁波墨西科技有限公司总经理林立新兴奋地说,据保守估计,这种材料仅替代市场的潜力就有数十亿甚至上百亿元。

历时三年 成功研制石墨烯产业化项目

2008年10月,从美国纽约州立大学博士后毕业的刘兆平,应聘进入中科院宁波材料所,领衔攻关制备石墨烯的新技术。他还给自己刚出生的女儿取名“刘墨希”。 这个项目吸引了众多宁波民营企业的目光,他们有的已经尝到新材料产业的甜头,有的希望借石墨烯项目拓展到新材料领域,有的想通过引进石墨烯技术提升自身产品品质。

当时,刘兆平团队的石墨烯项目尚停留在实验阶段,距离产业化还有一段不短的路。正是这段看似坎坷的路,让素以“稳健”和“精明”著称的宁波民企开始怯步。 “石墨烯项目市场前景确实很好,但是能不能等你们技术成熟后,再转让给我们?”“首期付款就要几千万元,你们能不能降低价格,等项目产生效益后再支付更多的费用?”……这是在与30余位宁波民企老板的频繁接触中,中科院宁波材料所技术转移办公室副主任俞建伟听的最多的话。

2011年7月,刘兆平团队设计建成了年产30吨的石墨烯中试生产线。 “石墨烯制备成本很高,每克要5000元,是黄金价格的十几倍。现在,我们将制造成本降到了每克3元。”刘兆平说,这意味着石墨烯项目可以走向产业化,成为大量供给的工业原料。两个月后,在2011中国科技创业计划大赛上,“石墨烯产业化技术”项目获得海外人才创业特别奖一等奖。 引起国内外震动 险些花落他乡

宁波材料所的石墨烯产业化技术,在国内外引起了不小的震动。石墨烯项目的市场价值,也由实验阶段的几千万元提升到上亿元。

而与这个项目有过接触的宁波民企,却在为投资门坎一下子提高那么多而发愁,犹豫再三后,还是迟迟未能出手。此时,外来竞争者已经悄悄逼近。很多外地企业或

投资机构纷纷慕名前来,希望引进这个项目。


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