國內(nèi)首片15英寸單層石墨烯在重慶問世

你想用上屏幕可以來回彎曲折疊的手機(jī)嗎?采用石墨烯材料,就可能變成現(xiàn)實(shí)。采用可折疊屏幕后,即使手機(jī)屏變得更大了,但攜帶起來還是很方便。近日,記者從中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院(簡稱中科院重慶研究院)了解到,該院已經(jīng)成功制備出國內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯,這樣的大尺寸,達(dá)到了國內(nèi)最高水平。它或?qū)槲覀兊氖謾C(jī)、電腦等電子產(chǎn)品帶來一場革命。

技術(shù)人員正在展示15英寸單層石墨烯。

世界上最薄的納米材料,透光性好,能折疊

據(jù)介紹,石墨烯是由碳原子組成的單原子層平面薄膜,可以作為制備新型觸摸屏的核心部分——透明電極的材料。

與現(xiàn)有手機(jī)觸摸屏材料相比,石墨烯優(yōu)點(diǎn)更多,被認(rèn)為是目前世界上最薄、幾乎完全透光、強(qiáng)度也最大的材料。

它究竟薄到哪種程度?中科院重慶研究院微納制造與系統(tǒng)集成研究中心副主任史浩飛解釋,石墨烯只有0.34納米厚,粗略估計(jì)一下,一根頭發(fā)絲的直徑,大概等于十萬層石墨烯疊加起來的厚度,所以用肉眼是看不見它的。它自身只吸收約2.3%的光,能夠做到幾乎完全透光,讓觸摸屏亮度更好,同時(shí),還能保證很高的電導(dǎo)率,這對于過去那些觸摸屏材料來說,是難以同時(shí)解決的?！斑^去認(rèn)為鉆石熱導(dǎo)率最高,但是石墨烯是它的2倍?！?/p>

值得一提的是,石墨烯還具備很好的柔性,也即是說,它在一定程度上可以彎曲折疊,不會對屏幕造成損害。

“從這些優(yōu)點(diǎn)來看,石墨烯特別適合在電子信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用。像IBM、三星這些大企業(yè),都相當(dāng)關(guān)注它的發(fā)展?！笔泛骑w說。

成功制備7英寸的石墨烯觸摸屏

據(jù)悉,自2004年被發(fā)現(xiàn)以來,如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關(guān)鍵問題,讓石墨烯應(yīng)用于透明電極中,一直困擾著很多研究者。

“如果電阻觸摸屏要采用這種材料,需要先在金屬表面上催化生長石墨烯,再把它轉(zhuǎn)移到適合的基底上,才能進(jìn)行應(yīng)用?！笔泛骑w告訴記者,這就相當(dāng)于在一個(gè)足球場上鋪一層薄薄的保鮮膜,要讓它平平整整且完好無損,難度特別大。

據(jù)介紹,通過“石墨烯透明電極關(guān)鍵技術(shù)”研究,他們采用工業(yè)原料如塑料、液態(tài)苯等作為有效碳源,在300℃的低溫下生長出高質(zhì)量的石墨烯。

目前,中科院重慶研究院已經(jīng)在銅箔襯底上生長出15英寸的均勻單層石墨烯,并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性PET襯底上和其他基底表面,并且通過進(jìn)一步應(yīng)用,還制備出了7英寸的石墨烯觸摸屏。

在中科院重慶研究院的實(shí)驗(yàn)室里,記者看到,研究人員將石墨烯觸摸屏貼在一臺普通筆記本電腦的顯示屏上,調(diào)試完畢后,用手寫筆就能輕松地在屏幕上寫字。

力爭一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,年產(chǎn)量達(dá)上百萬片

如果用石墨烯透明電極替代目前市場上應(yīng)用最廣的ITO透明電極等產(chǎn)品,其成本和價(jià)格會不會很高?

史浩飛介紹,由于自然界碳元素含量豐富,不需要像其他透明電極一樣用到稀有金屬、貴金屬等,所以原材料成本更低。如果實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn),其價(jià)格會很有競爭力,甚至比現(xiàn)有產(chǎn)品更便宜。

據(jù)了解,2013年全球?qū)κ謾C(jī)觸摸屏的需求量大概在9.65億片,產(chǎn)值將超過130億美元。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達(dá)到2.3億片。這為石墨烯的應(yīng)用提供了廣闊的市場。

目前,中科院重慶研究院正在與廣東地區(qū)的風(fēng)投機(jī)構(gòu)商談,力爭讓石墨烯在一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。屆時(shí),其年產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到上百萬片。

他表示,石墨烯的應(yīng)用,將給我們的手機(jī)、平板電腦帶來較大的變化?！叭绻謾C(jī)、平板電腦上的其他部件和材料也得到相應(yīng)改進(jìn),也許未來5-10年,手機(jī)、電腦的顯示屏就可以真正實(shí)現(xiàn)可折疊?！?/p>