日前，北京大學一課題組利用化學氣相沉積的方法，通過優(yōu)化生長條件，在玻璃表面成功實現(xiàn)石墨烯的直接生長，有望加速石墨烯材料與玻璃產業(yè)的融合，推動石墨烯玻璃大規(guī)模應用。該材料也可應用于LED燈具的導熱部件，包括燈座、冷卻散熱燈杯和燈具外殼等領域。

石墨烯研發(fā)再獲突破

近日，著名學術期刊《自然材料》對這項最新研究進行了報道。玻璃是成本低廉、透光性好的傳統(tǒng)建筑材料之一，而石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的碳材料，是目前已知的最薄、最堅硬、室溫下導電性最好并擁有強大靈活性的納米材料。將石墨烯與玻璃結合生產出的新型復合材料石墨烯玻璃，將極大拓展玻璃應用空間，引發(fā)玻璃產業(yè)從大批量低附加值應用到節(jié)約型高附加值應用的革命性轉變。

由于此前石墨烯玻璃通常采用液相涂膜或轉移的方法獲得。這種方式獲得的石墨烯薄膜不可避免地存在表界面污染的問題，從而嚴重影響石墨烯玻璃的性能。同時，傳統(tǒng)制備方法操作繁復、成本高、產率低，也難以滿足大規(guī)模應用的需求。因此，發(fā)展一種在玻璃基底上直接生長石墨烯的新方法，是目前相關研究中的一個重要課題。

因此，北大化學與分子工程學院劉忠范院士領導的研究團隊經長期研究，通過對反應氣體濃度、生長溫度和生長時間的精確調控，成功克服了玻璃表面催化裂解前驅體能力低、碳碎片在基底表面遷移能力弱等難題，在耐高溫玻璃和普通玻璃上成功實現(xiàn)了高品質石墨烯薄膜的可控生長。

經試驗證明，在石墨烯生長條件下，普通玻璃以熔融狀態(tài)存在，表面高度均一并且各向同性。課題組利用熔融態(tài)玻璃的這些性質，實現(xiàn)了尺寸及分布均勻的石墨烯圓片的生長。利用直接生長方法獲得的石墨烯玻璃，具有玻璃與石墨烯的界面接觸良好、界面無污染等優(yōu)異特性。

據(jù)了解，由于石墨烯玻璃兼具玻璃的透光性，以及石墨烯的導電、導熱和表面疏水性等優(yōu)點，未來可應用于熱致變色窗口、防霧視窗以及光催化等方面。劉忠范院士表示，相信石墨烯玻璃在未來將有非常廣闊的應用前景，對于玻璃產業(yè)和石墨烯材料而言都至關重要。作為一種獨特的先進碳材料，石墨烯正在掀起一場席卷全球的顛覆性產業(yè)革命，未來市場前景廣闊。