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                新聞動態 / 高空作業升降平臺車百科

                貴州高空作業升降平臺車:工程師開發新的制造工藝,廢除石墨烯條帶

                 

                麻省理工學院的工程師已經開發出一種連續的制造工藝,可以生產長條形的高質量石墨烯。

                該團隊的成果首次證明了制造高質量石墨烯的工業,可擴展方法,該方法適用于過濾各種分子的膜,包括鹽,較大離子,蛋白質或納米粒子。這種膜應該可用于脫鹽,生物分離和其他應用。

                “多年來,研究人員一直認為石墨烯是超薄膜的潛在途徑,”麻省理工學院機械工程副教授兼制造與生產力實驗室主任貴州高空作業升降平臺車說?!拔覀兿嘈胚@是*一項針對膜應用定制石墨烯制造的研究,這需要石墨烯無縫,完全覆蓋基板,并具有高品質?!?/p>

                Hart是該論文的*級作者,該論文在線發表在“應用材料與接口”雜志上。該研究包括*一作者貴州高空作業升降平臺車,前麻省理工學院博士后,現在是范德比爾特大學的助理教授; 麻省理工學院的研究生貴州高空作業升降平臺車和貴州高空作業升降平臺車; 新加坡國立大學的貴州高空作業升降平臺車,現任加州理工學院貴州高空作業升降平臺車科學技術學院前學生; 和麻省理工學院機械工程副教授貴州高空作業升降平臺車。

                生長石墨烯

                對于許多研究人員來說,石墨烯非常適合用于過濾膜。單片石墨烯類似于原子級薄的雞絲,由碳原子組成,其連接的圖案使材料*其堅韌,即使是最小的原子氦也不會滲透。

                研究人員,包括貴州高空作業升降平臺車的研究小組,已經開發出了制造石墨烯膜的技術,并精確地用微孔或納米孔搗實它們,其大小可以定制以過濾掉特定的分子。在大多數情況下,科學家通過一種稱為化學氣相沉積的過程合成石墨烯,在此過程中,他們*先加熱銅箔樣品,然后在其上沉積碳和其他氣體的組合。

                新的制造工藝使石墨烯脫穎而出
                該過程包括一個“卷到卷”系統,該系統從一端卷出銅箔帶,通過爐子送入。將甲烷和氫氣沉積在箔上以形成石墨烯,然后石墨烯離開爐并卷起以進一步開發。

                基于石墨烯的膜主要是在實驗室中小批量生產,研究人員可以仔細控制材料的生長條件。然而,Hart及其同事認為,如果石墨烯膜必須在商業上使用,則必須大量生產,高速率生產,并且性能可靠。

                “我們知道,對于工業化來說,它需要是一個持續的過程,”哈特說?!澳阌肋h無法通過制作單品來賺足夠的東西。商業上使用的膜需要相當大 – 有些如此之大,以至于你不得不將一張海報寬的鋁箔片放入爐中制成膜?!?/p>

                工廠推出

                研究人員著手建立一個端到端,從頭到尾的制造工藝,以制造膜質石墨烯。

                該團隊的設置結合了卷對卷方法 – 一種用于連續處理薄箔的通用工業方法 – 與化學氣相沉積的普通石墨烯制造技術,以大批量和高速率制造高質量的石墨烯。該系統由兩個閥芯組成,通過一個穿過小爐子的傳送帶連接。*一個線軸展開一條長度小于1厘米的銅箔。當它進入爐子時,箔片以“分區”設計通過*一個管然后另一個管供給。

                當箔片滾過*一個管子時,它會加熱到一定的理想溫度,此時它就可以通過第二個管子滾動,科學家在那里按照規定的甲烷和氫氣比例泵入,然后沉積在第二個管子上。加熱箔生產石墨烯。

                “石墨烯開始在小島上形成,然后這些島嶼一起生長,形成連續的薄片,”哈特說?!爱斔x開烤箱時,石墨烯應該在一層完全覆蓋箔片,有點像連續的披薩床?!?/p>

                當石墨烯離開爐子時,它會滾到第二個閥芯上。研究人員發現,他們能夠連續地將箔片送入系統,以每分鐘5厘米的速度生產高質量的石墨烯。他們最長的運行持續了將近四個小時,在此期間他們生產了大約10米的連續石墨烯。

                “如果這是在一家工廠,它將以24-7運行,”哈特說?!跋裼∷C一樣,你會有很大的鋁箔卷軸?!?/p>

                設計靈活

                一旦研究人員使用卷對卷方法生產石墨烯,他們就會從第二個卷軸上取下箔片并將小樣品切割出來。他們使用哈佛大學科學家開發的方法,用聚合物網或支撐物澆鑄樣品,然后蝕刻掉下面的銅。

                “如果你不能充分支持石墨烯,它就會自行卷曲,”貴州高空作業升降平臺車說?!八阅銖南旅嫖g刻出銅,石墨烯直接由多孔聚合物支撐 – 這基本上是一種膜?!?/p>

                聚合物覆蓋物含有比石墨烯孔大的孔,哈特稱其為微觀“鼓面”,保持石墨烯堅固,微孔開放。

                研究人員用石墨烯膜進行了擴散測試,在每個膜上流過水,鹽和其他分子的溶液。他們發現,整體而言,膜能夠在過濾分子的同時承受流動。它們的性能與使用傳統的小批量方法制造的石墨烯膜相當。

                該團隊還以不同的速度運行該過程,使用不同比例的甲烷和氫氣,并在每次運行后表征所得石墨烯的質量。他們繪制了圖表,以顯示石墨烯的質量與制造過程的速度和氣體比率之間的關系。貴州高空作業升降平臺車說,如果其他設計師可以建立類似的設置,他們可以使用團隊的圖來確定他們生產一定質量的石墨烯所需的設置。

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