石墨烯薄膜,发展现状到底如何?

石墨烯由于其超强的热稳定性、化学稳定性、机械稳定性以及高透光性和电子迁移率等优点,因而被认为是制造膜材料的最佳材料之一。石墨烯薄膜在电子、光子及光电设备领域的应用范围十分广泛,极具发展前景。

石墨烯由于其超强的热稳定性、化学稳定性、机械稳定性以及高透光性和电子迁移率等优点,因而被认为是制造膜材料的最佳材料之一。石墨烯薄膜在电子、光子及光电设备领域的应用范围十分广泛,极具发展前景。

01石墨烯薄膜的制备

1旋涂法

旋涂法是制备石墨烯的一种简单且高效的方法。旋涂法一般用在平面基底的薄膜制备,在剪切力的作用下,制备出的薄膜十分均匀,且有高度的取向性,在旋涂法制备薄膜之前,为了提高基底对石墨烯的粘合力,通常先对基底进行一些预处理,使得基底与成膜材料能够更好的结合。

2喷涂法

喷涂法制备石墨烯薄膜是通过喷雾枪雾化石墨烯分散液,然后将雾化的分散液喷洒在基底表面,待溶剂挥发完全后即得到石墨烯薄膜。喷涂法制备薄膜中分散液的浓度、分散程度、喷涂的均匀性以及喷涂的时间均对薄膜的均一性和质量有很大的影响。

3层层自组装法

层层自组装法制备石墨烯薄膜,通常是先通过表面改性,使石墨烯氧化物表面带有不同基团、电荷,从而通过静电力、π-π作用氢键等为驱动力进行层层自组装制备出多功能的石墨烯薄膜。

4化学气相沉积法

化学气相沉积法薄膜是将单晶或者多晶金属薄片作为基底,置于碳氢化合物气体环境中,通过高温催化,使得碳氢化合物气体的碳氢键断裂,碳原子在金属基底上形成高质量,单层无缺陷的石墨烯二维薄膜材料。

石墨烯薄膜制备方法优缺点对比

石墨烯薄膜,发展现状到底如何?

02石墨烯薄膜的应用及发展现状

石墨烯薄膜相关性能及应用

石墨烯薄膜,发展现状到底如何?

石墨烯薄膜领域的研究进展和取得成果相对比较集中,由于目前石墨烯薄膜的相关技术拥有者较少,因此产能投放规模也相对较少。

截至2018年6月石墨烯薄膜相关专利申请数量前十(排名由后往前)

石墨烯薄膜,发展现状到底如何?

资料来源:前瞻产业研究院整理

目前国内的石墨烯企业多为处于创业成长期的中小企业,虽然企业数量初具规模,但龙头企业数量不多,规模也相对较小。具体来看,我国从事石墨烯薄膜产业化方向的代表公司有常州二维碳素、第六元素、莫西科技、墨希科技及合肥微晶等。

石墨烯薄膜相关上市企业

石墨烯薄膜,发展现状到底如何?

尽管石墨烯薄膜产能规模有限,但随着全球对透明导电薄膜的市场需求的不断增多,加上石墨烯技术的突破、价格的下滑,石墨烯薄膜将得到更广泛的应用,市场规模将呈高速发展态势。预计到2022年,我国石墨烯薄膜市场规模将突破450亿元。

参考资料:

冯昕钰.石墨烯薄膜的制备及其在电子材料中的应用

张东玖.石墨烯薄膜的制备、缺陷控制及其光、电性能研究

前瞻产业研究院

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