在启动石墨烯项目之前要记住六件事

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石墨烯已成为一种着名的材料,其卓越的性能吸引了各种应用和行业的许多研发工作。石墨烯是世界上最强,最薄和最导电的材料,具有迷人的热性能。然而,尽管石墨烯具有巨大的潜力,但将其从实验室带入现实世界的产品并非没有挑战,并且在尝试采取这样的举措时需要注意很多事情。本文将讨论在考虑在任何形式的产品中使用石墨烯时应考虑的主要问题。这是与研究石墨烯应用的研究人员和公司反复互动的结果。

蓝色石墨烯球形图像

理论 - 实验室 - 行业路线,或不切实际的期望

从理论上讲,石墨烯是一种与众不同的材料,其性质可以填补科幻小说的篇幅。近几十年来发生的大量实验室工作表明,石墨烯确实令人惊叹,并且使用石墨烯已经取得了令人难以置信的成就。但必须记住,实验室条件允许进行细致,耗时的项目,使用最优质的材料和有限的再现性。

虽然通过昂贵且费力的过程实现原型绝对是一个重要的阶段,对于理解使用材料和创造意识的能力和潜力至关重要,但它仍然不同于材料的实际商业化。工业流程需要尽可能低成本才能生存; 流程必须是可扩展的,结果必须一致,以及必须满足的一系列其他需求。在石墨烯方面,并非所有这些要求都已实现,并且在大规模商业化发生之前还有其他工作要做。

在考虑与石墨烯相关的项目时,必须避免对即时成功,易用性或现成材料或工艺的存在的不切实际的期望,以完全符合正在开发的内容。

随机选择供应商/石墨烯材料

石墨烯是一种多种材料,有多种形式。每种形式都有不同的特性和特征; 例如,某些形式的石墨烯可以是导电的,而其他形式的石墨烯则是完整的绝缘体。这些将自然地有益于不同类型的产品。

此外,许多石墨烯生产商存在,并且它们之间存在很大的差异 - 每个公司选择自己的生产工艺,使用不同的材料,其最终结果可能在质量和性质上有很大差异。

鉴于石墨烯材料种类繁多,努力使不同类型石墨烯的定义标准化至关重要。缺乏标准化导致上述情况,其中不存在真正的一致性并且产生混淆,这可能对商业化努力有害。标准化将通过向潜在的开发人员保证这些材料的性质和质量,加快石墨烯的采用和商业化进程。但是,在这些努力取得成果之前,在决定特定的石墨烯形式和供应商之前,进行一些研究以确定最适合有利于正在开发的特定应用的参数仍然至关重要。许多石墨烯研发尝试由于随机选择材料/供应商而失败,这自然会产生不良结果。

材料一致性变化

并非所有的石墨烯都是平等的:即使经过研究,决定使用正确类型的石墨烯材料并选择合适的生产商,人们仍然可以在他手中使用不一致的石墨烯。没有多少石墨烯供应商会告诉你的是(即使经过数据表),石墨烯材料本质上也有所不同。这不是因为供应商的欺诈,而是石墨烯生产过程尚未完全完善的事实。但即使这些进步,内在的变化也可能存在(如许多其他材料甚至最终产品的情况)。正确选择路径是为了理解这一事实,并尝试评估材料的变化和设计可承受的变化范围


储存和运输

这些因素往往被忽视,对于确定石墨烯整合的成本,可用性甚至可行性至关重要,在考虑在研发工作中使用石墨烯时,必须考虑到这些因素。不同类型的石墨烯材料对储存和运输条件具有不同的敏感性。虽然石墨烯片或薄膜铺设在基板上并且也以这种方式储存和运输,但它们通常不易损坏。片状或片状的石墨烯需要决定是否以湿或干的形式处理,这将影响成本和分配的复杂性。

石墨烯运输卡车

例如,浆料可以比现成的更重的分散体更便宜 - 分散体可以非常稀释,因此比浆料重量更大 - 使运输成本高昂。将大量石墨烯分散为干粉有时是不切实际的,部分原因是由于健康和安全问题,许多制造商不允许干燥的纳米材料粉末处理。人们应该意识到这些问题并决定他的操作的正确种类的存储和运输方法

成本

石墨烯是碳原子的晶格。由于碳在自然界中是一种极其普遍存在的元素,因此石墨烯价格非常适中。然而,有几个原因,其中包括新生的制造方法和有限的产量,导致石墨烯的价格相当高。随着时间的推移,成本似乎大幅下降,但最初的材料成本仍然很高当然,这是计划石墨烯相关项目时需要注意的重要因素。

寻求快速收益

石墨烯是世界各地令人兴奋的研究人员和公司,似乎没有人希望被排除在开发实际的,真实世界的石墨烯应用之外。石墨烯研究确实在进步,初期阶段的产品,如运动器材和中间产品(涂料,3D打印材料)开始进入市场。但石墨烯商业化仍远未实现。

马拉松不是冲刺

在努力使用石墨烯时,重要的是要了解这些发展计划更像是马拉松而不是冲刺 ; 它们通常是冗长,精细的过程,需要相当多的实验室工作,时间和资金。那些只想享受石墨烯“嗡嗡声”并快速获利的公司也许应该重新思考他们的项目。

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