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中国造出震惊世界的神奇材料 能把手机做成手镯

admin 翡翠玉镯 2021年08月29日

  昨天下午(6月5日下午),钱报记者在浙江大学高分子系的实验室里,见到了这一神秘材料:它的导热率最高达到2053W/mK(瓦/每米每度)——可以媲美目前世界上导热最有优势的材料金刚石,创造了世界上宏观材料导热率的新纪录;同时还具有超柔性,可被反复折叠6000次,承受弯曲十万次。下面就随手机便携小编一起来了解一下相关内容吧。

  这就是浙江大学高分子系高超教授团队制造出的一种新型材料“石墨烯膜”材料,它解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题。

  在新一期《先进材料》(《AdvancedMaterials》,材料科学领域的国际领先学术杂志之一)上,高教授团队发表了相关的论文,这种新材料,有望在新一代柔性电子器件、航空航天等领域获得重要应用。

  大多数的电子器件,有“直男”的性格:导热能力强,但不够柔韧。比如有些无机陶瓷晶体材料,导热率非常高,但却脆弱得很。好像男人长得高帅,但太大男子主义,一言不合就崩掉;

  再比如金属材料,虽然具有好的延展性,但其导热率最高值约为429W/mK。这种材料如果是“男子”,男友力高,吵架会让着你,但是不高冷。

  直到英国曼彻斯特大学AndreGeim和KonstantinNovoselov两位教授发现了温柔与高冷兼得的石墨烯,才解决了这个问题,他们两位因此获得2010年诺贝尔物理学奖。

  人们发现了“理想男友”,石墨烯这种碳材料,为解决“兼顾导热性与柔韧性”,提供了理论上的可能。

  但遗憾的是,目前已报道的粉体型石墨烯,片小、缺陷多。用它们组装而成的宏观材料,导热率和柔韧性都欠佳,还比不上已经商业化的石墨膜。

  石墨膜是什么?它就用在你的手机背板上。它的散热性基本能够承受住手机高功率工作,顶多是在打游戏时候有点发烫;一般的石墨膜在柔韧性上,还能和塑料拼一拼——弯一弯没问题,但折叠几次,就会断掉。

  不过,作为一支潜力股,石墨烯当然不会被轻易放弃,这从石墨烯概念股受到市场关注就可见一斑。

  2013年,高超团队制备出世界上最轻固态材料碳海绵。报道问世当天,石墨烯相关的内地股票全线飘红。

  而这一次,高超团队创造性地提出了“大片微褶皱”的新思路,制备出石墨烯膜——把大片石墨烯交错垒叠起来,制作成宏观石墨烯膜,可实现高导热率;然后给石墨烯膜加入微褶皱结构,使材料在拉伸弯折时有足够的拉伸空间,就可确保高柔性。

  昨天,在浙大的实验室里,钱报记者第一次近距离看到了石墨烯膜,颜色跟海苔差不多,柔软得像布料。

  效果怎样?高超团队买了一只目前市场上号称背板散热膜最先进的手机。用手机背后的石墨膜,和他们制备的石墨烯膜进行了比对测试:

  先比导热性。同样是玩游戏《王者荣耀》,通过石墨膜散热的那只手机,测量到背板CPU处的温度大概是39℃。而换成用上石墨烯膜的手机,背板温度33℃。

  虽然只有6℃的差值,但一般来讲,手机体温提高8-10℃,“发高烧”的频率越高,报废期限就来得越快。而电子产品失效率,50%以上是由于高温。

  再比柔韧性。目前最牛的石墨膜材料,可以在同一个地方正反方向共折叠6次。而高超团队的石墨烯膜,可以耐受10万余次的弯曲,同时不影响其导热导电性能。更神奇的是,在反复折叠6000次后,这张石墨烯膜仍没有断裂。

  可以想象一下,如果要手机像手镯一样随意弯扣在手腕上,至少作为导热用的石墨烯膜已经攻克了这一难题。

  更高端的应用,还可以体现在探索宇宙奥妙上,飞出外太空的航天器,还面临节省材料、减少重量,面朝、背对太阳产生巨大温差等问题,有一种可以屈伸又高导热性的材料,可以一并解决这些问题。

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  Appear Inc.宣布推出世界上重量最轻并采用创新防水技术的首款石墨烯电池智能手机。这款智能手机已引起广泛的关注。Appear已开始接收订单,预计今年前六个月的销量将达到100万部。这款智能手机将于2021年3月前开始通过门店和主要在线零售商销售。Appear是一家以创新电子产品闻名的科技公司。公司总部位于旧金山,在新加坡、阿联酋、香港和印度等多地经营国际业务。Appear专注于开发B2B物联网创新产品。公司开发了多项创新技术,如智能手机、石墨快速充电电池应用、漂浮和悬浮扬声器。Appear已与富士康建立合作以生产相关产品为满足不断增长的需求,Appear与富士康印度公司建立合作以满足其制造

  据外媒报道,德国慕尼黑工业大学(Technical University Munich,TUM)的合作团队研发出一款超高效超级电容器。该款储能装置以新颖、强大且具可持续性的石墨烯混合材料为基础,性能数据与当前使用的电池相当。由MOF与石墨烯酸制成的石墨烯混合材料(图片来源:慕尼黑工业大学)通常,储能设备与为电子设备提供能量的电池以及蓄电池相关。不过,如今越来越多的笔记本电脑、手机或汽车开始安装超级电容器。与电池不同,超级电容器能够快速存储大量的能量,并以同样快的速度释放大量能量。例如,如果列车进站时刹车,超级电容器就会存储能量,并在列车启动需要快速得到大量能量时将能量提供给列车。但是,迄今为止,超级电容器都有一个问题,即能量密度

  制超级电容器 1万次充放电循环后仍保持90%容量 /

  。”据介绍,1999 年,锂电池每千瓦时的价格约为 5000 美元,如今已不到 200 美元;而特斯拉现在的电池价格可能在 100 美元以下。超级电容器的成本也将经历类似的快速下降。据 TechExplorist 报道,伦敦大学学院和中国科学院的科学家已开发出一种新型柔性石墨烯超级电容器,可以安全地高速充电,积累创纪录的能量,并能长期储存。新型柔性石墨烯超级电容材料新的超级电容器使用了一种创新的多层石墨烯电极,可以弯曲 180 度而不失去性能,且不需要液体电解质,从而将爆炸风险降至最低。研究小组开发的原型电池能量密度为每升 88.1Wh/L。此外,科学家们声称,他们的发明功率密度为每升 10000W,在 5000

  能也会相应提升。不过,在去年7月发布首款无钴电池、到今年推出115Ah和226Ah无钴电池之后,蜂巢能源的无钴电池没有更多的量产和装机进展。经历了更为漫长的装车试验之后,今年12月才宣布了接受预定、并于明年6月量产。蜂巢能源表示采用无钴电池的两个生产平台可以覆盖A00级到D级车,续航里程从300到800公里,一切的产品落地都要留待2021年下半年之后才能揭晓。石墨烯尽管业内对石墨烯电池仍有争议,但2017年工信部《十三五材料领域科技创新专项规划》将石墨烯材料划为重点发展领域之后,石墨烯市场便搭上了快车,2019年至今中国石墨烯市场的规模已经接近200亿,预计未来5年仍会保持高速增长。12月15日,广汽集团在其互动平台率先公告了石墨烯

  作为曾经最先在量产车型上采用811电池的车企之一,广汽一直在新技术应用的速度上保持着很快的速度。近日,广汽集团在上海证券交易所互动平台表示,目前石墨烯电池研发工作在持续进行中,预计今年底将此项技术走向实车量产测试,最终能否实现量产仍需等待实车验证结果。后续将会根据项目进展发布相关信息。广汽集团还表示,石墨烯电池研发工作具体原理是将三维结构石墨烯作为添加剂添加进电池的正负极,改善电池充电性能。目前公司相关石墨烯技术已获得专利,覆盖石墨烯制备、超级电容器、快充电池等多个技术领域。据了解,广汽集团的石墨烯技术在今年7月份广汽科技日上公布。官方称,基于石墨烯优良的导电性和特殊的三维结构开发了一款超级快充

  技术新突破,充电速度堪比加油 /

  近日,A股上市公司鹏辉能源(300438.SZ)在投资者互动平台上,与投资者互动频频。在石墨烯电池方面,鹏辉能源称,公司数码类石墨烯电池已量产,汽车动力类石墨烯快充电池已研发成功,处于量产前测试阶段。研发的换电电池方面,鹏辉能源表示,公司目前研发生产的换电电池主要应用在三轮/两轮电动车上,换电产品客户主要有铁塔换电、哈啰换电等。若市场有需求,公司一样有能力研发生产新能源汽车换电电池。在物流车电池方面,鹏辉能源指出,五菱汽车公司是公司重要客户,公司今年已大批量向五菱汽车公司供应物流车电池。在订单、产能及客户方面,鹏辉能源表示,公司第四季度订单充足,包括五菱宏光MINI的动力电池订单、储能订单、电单车软包换电的订单、电子烟电池的订单

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