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  2015中國(guó)（寧波）國(guó)際新材料科技及產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)于11月30日至12月2日在寧波國(guó)際會(huì)展中心盛大舉行。在此次博覽會(huì)中，中科院寧波材料所石墨烯技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)首次展覽了他們的最新成果——千米級(jí)連續(xù)成卷的石墨烯薄膜和系列柔性電子應(yīng)用技術(shù)，受到了參觀者的廣泛關(guān)注。在展臺(tái)上，觀眾們可以清楚看到石墨烯薄膜從銅箔卷材到高分子卷材再到終端應(yīng)用的技術(shù)鏈條，充分顯示了石墨烯薄膜卷對(duì)卷制備技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其對(duì)于下游應(yīng)用開發(fā)的實(shí)用性。 

  石墨烯是只有一個(gè)碳原子層厚的二維材料，具有自然界最為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻展現(xiàn)出超出尋常的特性。這些卓越的性能使得它自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)就受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注并引起全世界的研究熱潮，在2010年其發(fā)明人就被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。深入研究表明石墨烯薄膜可以應(yīng)用于顯示器、觸摸屏、太陽(yáng)能、傳感器、光電器件以及晶體管等領(lǐng)域，并產(chǎn)生革命性的作用。尤其石墨烯薄膜作為柔性透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用，可以兼顧光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)三方面的優(yōu)良特性，是下一代透明導(dǎo)電薄膜的最佳選擇，并極可能在未來(lái)五年內(nèi)普及應(yīng)用。 

  至今，國(guó)內(nèi)外在石墨烯薄膜生長(zhǎng)控制方面已有較為系統(tǒng)的研究，且可以很好地掌控石墨烯單晶/單層/多層薄膜的生長(zhǎng)。但是，石墨烯薄膜制備技術(shù)仍然面臨尺寸小、轉(zhuǎn)移難和成本高等瓶頸問題，難以滿足產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的需求。石墨烯薄膜主要通過在管式爐中的化學(xué)氣相沉積來(lái)制備，傳統(tǒng)的靜態(tài)生長(zhǎng)法使得石墨烯薄膜大小受限于管式爐的尺寸，嚴(yán)重制約石墨烯薄膜的規(guī)�；苽�。此外，石墨烯薄膜需要通過轉(zhuǎn)移到柔性透明基材上才能發(fā)揮其柔性透明導(dǎo)電的特性，現(xiàn)已發(fā)展的轉(zhuǎn)移方法存在污染殘留、轉(zhuǎn)移破損和成本高等問題，造成石墨烯薄膜良率低、成本高。國(guó)內(nèi)外石墨烯薄膜企業(yè)公開報(bào)道的制備成本均高于300元/平方米。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，如果石墨烯薄膜要替代ITO，其制備成本必須低于100元/平方米才具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 

  中科院寧波材料所石墨烯技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)自2012年以來(lái)潛心開展石墨烯薄膜的卷對(duì)卷生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移技術(shù)研究。研究團(tuán)隊(duì)從原型設(shè)備設(shè)計(jì)出發(fā)，在2014年成功研制出首臺(tái)石墨烯薄膜卷對(duì)卷生長(zhǎng)小型設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn)8厘米寬幅、百米級(jí)長(zhǎng)度的石墨烯薄膜的連續(xù)制備，解決了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)工藝與設(shè)備匹配等難題。2015年研究團(tuán)隊(duì)又研制出第二代石墨烯薄膜卷對(duì)卷生長(zhǎng)中型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了20cm寬幅、千米級(jí)長(zhǎng)度的石墨烯薄膜的連續(xù)制備，卷對(duì)卷制備速度可達(dá)1米/分鐘，石墨烯單層率達(dá)99%。研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新了一種化學(xué)插層技術(shù)用于石墨烯薄膜從銅箔生長(zhǎng)基體向高分子基材的轉(zhuǎn)移，不僅保障了石墨烯薄膜的完整性，還極大降低了石墨烯轉(zhuǎn)移成本。所得石墨烯薄膜的方阻可達(dá)200 ohm/□，成本預(yù)計(jì)小于50元/平方米，與ITO薄膜相比具有較大的性能和成本優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景非常廣闊。 

  研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開展了石墨烯柔性電子器件，包括柔性加熱膜、柔性光電和柔性調(diào)光膜等。利用石墨烯薄膜制成的石墨烯加熱膜，不僅具備柔性透明的特色外，石墨烯還可以遠(yuǎn)紅外形式輻射熱量，具備美觀和理療等優(yōu)點(diǎn)，適合家用的墻暖和地暖等加熱設(shè)施。利用石墨烯柔性透明導(dǎo)電的特性，實(shí)現(xiàn)了基于石墨烯薄膜的柔性LED燈顯示，可解決傳統(tǒng)光電玻璃的大尺寸加工難、運(yùn)輸和安裝成本高等問題，有望在廣告和裝飾等商業(yè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。石墨烯調(diào)光膜通過石墨烯薄膜與液晶的組合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的調(diào)制，具有透明或者隔斷的功能，可應(yīng)用于會(huì)議室阻隔、浴室阻隔和智能窗戶等領(lǐng)域。研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開發(fā)基于石墨烯薄膜的柔性觸控和柔性顯示等功能，促進(jìn)石墨烯薄膜在可穿戴電子設(shè)備中的應(yīng)用， 讓石墨烯帶來(lái)美好生活。

成卷的石墨烯薄膜

石墨烯智能調(diào)光膜演示