中國粉體網(wǎng)訊  碳納米材料作為新型材料界的“紅人”，具有高端應用與復合應用的雙重優(yōu)勢；其突出的力學、電學和化學性能引發(fā)了國內(nèi)外持久的研究熱潮，被譽為推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型和升級換代的重要推手。

近期，中國粉體網(wǎng)聯(lián)合江蘇省納米技術產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所主辦了以“碳納米材料產(chǎn)業(yè)化”為主題的“2018低維碳納米材料制備及應用技術交流會”。綜合來看，碳納米材料要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化需要走這三步。

第一步：料要成材

以石墨烯為例，大規(guī)模制備高質(zhì)量石墨烯是其應用的基礎，石墨烯原料主要為鱗片石墨，目前制備的方法有：機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法等。具體對比如下：

2018低維碳納米材料制備及應用技術交流會上，來自北卡羅萊納州中央大學的戴貴平教授為我們帶來一種新鮮的研究思路：采用三聚氰胺作為原料制備三維石墨烯與氮沉積碳納米管復合材料。因為三聚氰胺里既有N原子又有C原子，可以同時提供實驗所需的氮源和碳源。

第二步：材要成器

第二步是實現(xiàn)石墨烯等碳納米材料產(chǎn)業(yè)化最為關鍵的一步，是聯(lián)通材料與應用的紐帶。石墨烯的表面狀態(tài)非常穩(wěn)定，親油性和親水性都很差，不能有效地與復合材料基體進行復合，并且易形成團聚體。因此，對石墨烯進行表面改性以及分散尤其重要。

石墨烯的分散方法

除了了解分散方法，分散結(jié)果的表征也尤為重要，常用的表征方法主要有測量沉降速度、測量堆積密度、采用濁度計、測量Zeta 電位以及測量粒度分布，其中粒度分布的測量已為人們所熟知。

提到粒度測試，在國內(nèi)激光粒度儀供應商中，丹東百特可謂首屈一指，在2018低維碳納米材料制備及應用技術交流會上，丹東百特作為中國粉體網(wǎng)的全面戰(zhàn)略合作伙伴應邀參展，并在展臺展出了Bettersize2000等設備，現(xiàn)場咨詢的客戶絡繹不絕。

百特激光粒度儀簡介：

Bettersize3000plus

Bettersize3000plus激光圖像粒度粒形分析儀是一種采用半導體泵浦532納米波長的偏振激光器作為光源的智能化的激光粒度儀，采用單一光學全角度測量的光路系統(tǒng)，散射光探測角度無死角，具有最高的分辨率，是百特公司的專利技術。

該儀器具有準確可靠、重復性好、操作簡便、測試速度快等突出特點，是集激光技術、計算機技術、數(shù)字圖像技術、光電子技術于一體的新一代高性能的粒度測試儀器，具有世界頂尖水平，可以與國外粒度儀一決高下，特別適合企業(yè)、高校、研究院所等實驗室選用。

Bettersize2000

Bettersize2000激光粒度儀是一種采用雙鏡頭技術的智能型的激光粒度儀，具有自動測試、自動對中、自動進水、自動排水、自動消除氣泡、自動清洗等特殊功能。

該儀器具有準確可靠、重復性好、操作簡便、測試速度快等突出特點，是集激光技術、計算機技術、光電子技術于一體的新一代粒度測試儀器，特別適合企業(yè)、高校、研究院所等實驗室選用。

用激光粒度儀測量粉末的粒度分布來表征分散性，主要是應用光的散射原理和儀器的光學結(jié)構(gòu)，計算機事先計算出了儀器測量范圍內(nèi)各種直徑粒子對應的散射光能分布，通過適當?shù)臄?shù)值計算，得到與之相應的粒度分布。

通常顆粒的平均粒徑越小，表明顆粒分散性越好，即沒有或只有少量軟團聚，該方法可以用來檢驗各種方法的分散效果。

第三步：器要成用

碳納米材料應用廣泛，以石墨烯為例，石墨烯的復合材料是石墨烯應用領域中的重要研究方向，其根據(jù)復合材料的不同主要分為以下幾類：

1、“石墨烯+涂料”

石墨烯同時具備優(yōu)異的導電性和防腐蝕性能，因此可以用于導電涂料和防腐涂料。

石墨烯防腐涂料“迷宮效應”示意圖

2018低維碳納米材料制備及應用技術交流會上，青島德通納米于錦女士（代蕭小月博士）介紹了石墨烯的化學以及物理分散方法以及應用于防腐涂料的實際案例。

2、“石墨烯+新能源汽車”

石墨烯復合材料可替代金屬或玻璃鋼用于汽車殼體，具有質(zhì)量輕，強度高，可設計性強的特點。除此之外，還可用于新能源汽車的儲能材料：

來自中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所劉立偉研究員介紹的高質(zhì)量薄層石墨烯薄膜可用于鋰電電芯正極導電漿料、鋰電前驅(qū)體材料制備導電漿料以及鋰電鋁箔涂炭漿料。

常州大學的馬昕教授分析了鋰電池及原材料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，并介紹了低維碳納米材料作為鋰電池導電劑的多項優(yōu)勢以及新研發(fā)的硅負極材料。

3、“石墨烯+導熱材料”

石墨烯是一種超級新型納米材料，具有超高強度、超高導熱系數(shù)，通過工藝處理可以得到性能良好的碳基導熱膜。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所林正得提出將石墨烯附著到海綿等多孔結(jié)構(gòu)的材料，得到的三維石墨烯材料的導熱率會大幅度提高，而且成本較低。

中國科學院過程工程研究所崔彥斌研究員將石墨烯加到環(huán)氧樹脂中，通過大大提高導熱率制備出碳基導熱膜，而且相比于國外市場的導熱膜，具有價格低的優(yōu)勢。

……

綜述：

一個材料的興起必然要經(jīng)過三個階段：料要成材；材要成器；器要成用。石墨烯產(chǎn)業(yè)目前尚處于技術概念期，要真正進入產(chǎn)品導入期和市場擴張期，還有相當長的一段時間。但是從“書架”走向“貨架”已成必然，讓我們共同期待碳納米材料即將帶給我們的嶄新未來！