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第42章 石墨烯

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第122章 石墨烯

毫无疑问,石墨烯材料绝对具有引领下一次工业革命的能力。

当然,前提是能够大量、且便宜生产的单纯石墨烯材料。

事实上,一开始,刘青也并没有把握同时做到这两点。

虚拟面板虽然能够开挂,但终归不是万能,基本的物理定律还是要遵守的。

有的东西天生就比较贵,比如黄金。

或者比如侯氏制碱法。

虚拟面板的评价已经是高效的制碱法了,刘青也曾继续加点,结果制碱法的工艺并没有提升多少。

技术终归是有上限的,即便刘青很不想承认。

以前他还期望虚拟面板能够创造奇迹,然而在侯氏制碱法面前,他升级之后的制碱法,除了收率比侯氏制碱法略微高两个点以外,在原材料的易得性、生产流程的便宜性以及价格的低廉性上,根本就没有多少提升,甚至生成成本比侯氏制碱法更贵!

刘青一直非常担心这种问题。

在决定搞石墨烯材料的时候,就相当顾虑自己的投资会打水漂。

毕竟,石墨烯的价格问题已经困扰科学界十几年了,至今都没有很好的解决办法。

刘青也害怕自己一头撞进去的领域,直接撞到了天花板上。

好在,他的运气还不错。

目前,石墨烯的制备方法主要有六种。

第一种是机械剥离法,比如用透明胶带对天然石墨进行层层剥离等。

这种方法的可操控性极其低下,生产效率低,根本无法工业化量产,但优点是得到的石墨烯通常能够保持完整的晶体结构。

其次是氧化还原法。

这种方法倒是操作简单,产量也高,但是得到的产品品质根本就不一致,质量还低下,同时因为使用硫酸、硝酸等强酸,危险性大,又须使用大量的水进行清洗,环境污染也严重。

第三种是取向附生法。

这种方法的产量倒是不错,但生产条件依然极为苛刻,需要用到1200度的高温,还有贵金属钌,生产成本高,产出的石墨烯薄片往往还厚度不均。

第四种是SiC外延法。

需要在超高真空的高温环境下生产,获得的石墨烯质量倒是非常可靠,但这种方法对生产设备有极高的要求。

第五种是赫默法。

这种方法和氧化还原法大同小异,只不多了一个超声分散的物理方法。

最后是化学气相沉积法,也是生产石墨烯薄膜最有效的方法。

这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点,成本比其他方法便宜不少,但依然需要用到高温高压等条件,生产工艺极为复杂。

一开始,刘青选择加点升级的方法,就是化学气相沉积法,结果却是毫无疑问的失败。

即便虚拟面板已经将其升级成为了【高效的石墨烯生产制备工艺:化学气相沉积法】,刘青在实验室里尝试过后,最终还是选择了PASS。

生产工艺确实提升了,产量也比原来上升了一个等级,可是价格嘛——依然贵比黄金!

初步尝试就受挫,刘青倒是没有太过沮丧,又继续尝试了氧化还原法和赫默法。

这两种方法含有传统化学反应层面的因素比较多,爱屋及乌之下,刘青果断的将灵点花费到了这两种方法上。

结果依然不容乐观。

环境污染的问题倒是解决得很好,生产出来的产品,品质同样的高低随缘,根本就不可控。

不信邪的刘青,紧接着继续升级了取向附生法和碳化硅外延法。

前者需要用到的1200度高温和贵金属钌,很容易就被新的条件所取代,但成本比升级之后的化学气相沉积法,根本就没有优势。

后者的超高真空和高温环境,同化学气相沉积法的高温高压环境,几乎走向了两个极端,加点升级后,只是优化了高温环境,依然需要保持超高真空,结果自然是很难降低成本。

五种方法,先后“失败”!

就在刘青以为石墨烯的制造成本遇上了天花板的时候,他最看不上的机械剥离法,却给了他一个惊喜!

【系统:粗糙的石墨烯制备工艺:机械剥离法】

【系统:低效的石墨烯制备工艺:机械剥离法】

【系统:高效的石墨烯制备工艺:机械剥离法】

……

短短两次升级,就从低效干到了高效,花费的灵点,却还不到100个点!

要知道,前面5种制备方法加点升级,最高的化学气相沉积法,升级了7次,花费了将近600个灵点;最低的氧化还原法,也升级了4次,花费了230个灵点;一个多月的灵点储备,都被消耗一空!

哪知道机械剥离法的升级竟然如此便宜,两次就干到了高效。

更让刘青后悔莫迭的是,这种生产方法,竟是如此简单,如此高效!

同样是以便宜的石墨作为原材料。

不同的是,粗糙的机械剥离法用胶带粘,需要人手操作,一层层的从石墨上剥离,剥离后还很难取下,基本没有工业化生产能力。

升级成功的低效的机械剥离法,是通过“球-微球”间柔和的滚动转移工艺,实现了少层石墨烯的规模化制备,不过产量依然不太理想,价格还是很高。

而高效的机械剥离法,在原理上跟胶带粘同理,不过所用到的胶带,或者说是胶水,却是一种特殊的胶水,专门用在石墨烯剥离上的。

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