石墨烯技術前沿

石墨烯薄膜：

　　制備水平國際最高

據介紹，目前北京石墨烯研究院薄膜制備技術可年產石墨烯薄膜2萬平方米。此外，研究院在國際上還率先研制出4英寸單晶石墨烯晶圓批量制備裝備。研究團隊利用超潔凈石墨烯制備技術，可使石墨烯薄膜表面潔凈度達90%以上，也由此賦予了其高導電性、低接觸電阻和高透明度等特征，代表了當前石墨烯薄膜制備的最高水平。

　　石墨烯玻璃：

　　升級改造傳統產業

　　所謂超級石墨烯玻璃，是通過在傳統玻璃上直接生長石墨烯薄膜，賦予普通玻璃所不具備的導電、導熱、自清潔以及生物相容等特性。劉忠范團隊創新的一系列CVD生長方法，實現了石墨烯在任意玻璃上直接生長，并成功研制出超級石墨烯玻璃規模化制備裝備，單臺設備年產能達5000平方米。

　　這種新型石墨烯玻璃催生出一系列全新的應用，包括智能窗、觸控屏、智能投影墻、玻璃電熱片、防霧鏡、高效細胞培養皿和光學傳感器等，為傳統玻璃產業升級換代開辟新路徑。

　　烯碳光纖：

　　光電防腐特性出眾

　　基于CVD生長技術，研發團隊實現了石墨烯在石英光纖表面的層數可控生長，研發出的光纖具有優良的防腐性能，機械強度也有顯著提升，并擁有特殊的光電特性。

　　據介紹，采用烯碳光纖制作的新型電光調制器，開關電壓僅需3伏，遠低于商用的無機晶體電光調制器。此外，這種光纖還可用于制造光纖探測器、光纖傳感器、鎖模超快激光器等，有望成為光纖領域的變革性新技術。

　　特別值得一提的是，烯碳防腐光纖未來在油井方面將大有用途。一般油井傳感主要靠不銹鋼軟管密封結構實現光纜的耐腐蝕性能，但由于光纜受力較大、油井腐蝕性強和溫度高，傳統光纜不能滿足當前需求，而石墨烯的隔離能力可極大提高油井傳感光纜的耐用性。

　　石墨烯器件：

　　半導體照明核心技術

　　研究院首創的石墨烯緩沖層技術，大幅改善了氮化鎵等薄膜材料的外延生長質量，使LED光輸出功率提升達35%，并且開啟電壓也顯著降低，在大注入電流下發光波長穩定。

　　鑒于石墨烯的優異導熱性能，其引入有望提高LED器件的散熱性能和使用壽命，成為新一代半導體照明核心技術。

　　石墨烯玻纖：

　　軍民融合應用范例

　　與傳統玻璃纖維相比，石墨烯玻璃纖維的力學和熱學性能有顯著提升，這有助于改善導彈和各種飛行器的飛行特性，從而提高制導精度。

　　而在民用交通領域，這種新型玻璃纖維也有著廣闊應用前景，其獨特的力學、熱學及電學性能將提高民用交通工具的智能化及低能耗化。石墨烯玻纖由此成為石墨烯在軍民融合領域應用的范例。

　　石墨烯輪胎：

　　取代炭黑延長壽命

　　石墨烯輪胎具有高耐磨性，添加很少量的石墨烯粉體，就可取代普通輪胎生產過程中使用的炭黑，并延長輪胎的使用壽命。此外，石墨烯導電輪胎能夠在不同環境接地條件下，連續可靠導出車體靜電;提高輪胎抗濕滑性能到A級，一定程度降低滾動阻力，有效減少油耗、降低二氧化碳等氣體排放。