氧化石墨烯紡絲纖維可制超薄納米過(guò)濾膜用于海水淡化
2014-04-14 19:45:23
admin
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據證券時(shí)報網(wǎng)2013年4月3日訊 日前，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系教授高超的課題組，制造出史上*輕固體物質(zhì)“碳海綿”，便是石墨烯的應用之一?！耙苍S到了年底，一切進(jìn)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(dòng)不已。不過(guò)，記者采訪(fǎng)中了解到，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系教授高超的課題組對石墨烯應用的研發(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(cháng)達數米的宏觀(guān)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(shí)現石墨烯在現實(shí)器件（例如柔性電池和太陽(yáng)能電池）應用的關(guān)鍵材料。
2012年，高超課題組在原來(lái)一維纖維的基礎上研究石墨烯組成的仿貝殼的二維復合材料，具有超強的力學(xué)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(chǎng)對碳海綿的熱炒，高超認為，目前*易實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的是復合材料——增強尼龍。這里的復合材料是石墨烯紡絲纖維的一項應用。
實(shí)驗數據表明，采用此復合材料，尼龍的重量只增加1‰，強度有望增加1倍。這意味著(zhù)，如若能夠實(shí)現復合材料產(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(guò)程中污染較少，而碳纖維一般采取濕紡，過(guò)程腐蝕性非常強，污染嚴重。
高超介紹說(shuō)，科研人員同時(shí)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(shí)現產(chǎn)業(yè)化。據樂(lè )觀(guān)估計，一旦紡絲纖維強度達到10gpa，就意味著(zhù)太空電梯的夢(mèng)想更進(jìn)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(gè)可能運用領(lǐng)域為超輕導線(xiàn)。上述超輕導線(xiàn)重量大大輕于金屬導線(xiàn)。不過(guò)，他告訴記者，雖然理論證實(shí)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(jìn)。
“超薄納米過(guò)濾膜就是化學(xué)氧化石墨烯另一個(gè)運用領(lǐng)域?！备叱榻B說(shuō)，氧化石墨烯既可以制成宏觀(guān)石墨烯纖維，還可以制成超薄納米過(guò)濾膜。據介紹，通過(guò)化學(xué)氧化還原法，石墨烯會(huì )形成天然孔洞，孔洞直徑約1~2納米，有望用于環(huán)保過(guò)濾和海水淡化。