氧化石墨烯紡絲纖維可制超薄納米過濾膜用于海水淡化
2014-04-14 19:45:23
admin
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據(jù)證券時報網(wǎng)2013年4月3日訊 日前，浙江大學高分子科學與工程學系教授高超的課題組，制造出史上*輕固體物質(zhì)“碳海綿”，便是石墨烯的應(yīng)用之一?！耙苍S到了年底，一切進展順利，我們就能看到（工業(yè)化的）產(chǎn)品?！备叱裤?。
碳海綿的研發(fā)成功，讓那些“石墨烯粉”們沖動不已。不過，記者采訪中了解到，浙江大學高分子科學與工程學系教授高超的課題組對石墨烯應(yīng)用的研發(fā)不止于此。
2011年，高超課題組已經(jīng)嘗試將納米級的氧化石墨烯片紡制成長達數(shù)米的宏觀石墨烯纖維。這種制成石墨烯纖維不但強度高，而且韌性好，可能是實現(xiàn)石墨烯在現(xiàn)實器件（例如柔性電池和太陽能電池）應(yīng)用的關(guān)鍵材料。
2012年，高超課題組在原來一維纖維的基礎(chǔ)上研究石墨烯組成的仿貝殼的二維復(fù)合材料，具有超強的力學性質(zhì)和良好的導電、導熱特性。而碳海綿，則是高超將石墨烯制成的三維產(chǎn)品。
針對目前市場對碳海綿的熱炒，高超認為，目前*易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的是復(fù)合材料——增強尼龍。這里的復(fù)合材料是石墨烯紡絲纖維的一項應(yīng)用。
實驗數(shù)據(jù)表明，采用此復(fù)合材料，尼龍的重量只增加1‰，強度有望增加1倍。這意味著，如若能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化，尼龍的年資源消耗量將降低1/2。此外，與碳纖維相比，石墨烯紡絲纖維制造過程中污染較少，而碳纖維一般采取濕紡，過程腐蝕性非常強，污染嚴重。
高超介紹說，科研人員同時還在嘗試提高紡絲纖維的強度。目前，石墨烯紡絲纖維的強度離碳纖維強度還有很大差距，約為0.5gpa，一旦能夠達到1gpa，即可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。據(jù)樂觀估計，一旦紡絲纖維強度達到10gpa，就意味著太空電梯的夢想更進一步。
另外，高超告訴記者，由于石墨烯的導電特性，石墨烯紡絲纖維的另一個可能運用領(lǐng)域為超輕導線。上述超輕導線重量大大輕于金屬導線。不過，他告訴記者，雖然理論證實石墨烯在室溫下傳遞電子的速度比已知所有的導體和半導體都快，但目前其導電性并比不上金屬，還有待改進。
“超薄納米過濾膜就是化學氧化石墨烯另一個運用領(lǐng)域?！备叱榻B說，氧化石墨烯既可以制成宏觀石墨烯纖維，還可以制成超薄納米過濾膜。據(jù)介紹，通過化學氧化還原法，石墨烯會形成天然孔洞，孔洞直徑約1~2納米，有望用于環(huán)保過濾和海水淡化。