石墨烯薄膜具有優異的透光性和導電性以及機械柔性，在透明導電薄膜領域具有很大的應用前景。然而目前基于石墨烯的透明導電薄膜仍然存在導電性不夠高、穩定性不夠好、難以實現低成本大面積制備等挑戰性問題。針對這些問題，近日，北京大學納米化學研究中心的研究人員在高品質石墨烯薄膜可控生長的前期工作基礎上（Nano Lett. 2011, 11, 1106; Nature Commun. 2012, 3, 1280; Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2263; Nature Commun. 2015, 6, 6519），開發出一種新的卷對卷連續快速生長石墨烯薄膜的方法，設計并研制了可達到中試水平的石墨烯卷對卷化學氣相沉積系統，通過對石墨烯成核與生長的調控，實現了大面積單層石墨烯薄膜在工業銅箔基底上卷對卷宏量制備。
 

       研究人員還開發了卷對卷熱壓印-電化學快速鼓泡轉移方法，避免了銅箔刻蝕的常規轉移工藝，實現了石墨烯從銅箔生長基底直接向工業用PET柔性透明塑料基底的連續化無損轉移，從而制備了高品質石墨烯/PET柔性塑料電極。此工藝突破了大尺寸石墨烯薄膜的連續化生產瓶頸，還實現了銅箔的反復利用，與綠色、可持續工業生產工藝兼容，在降低工業生產成本、提高產能方面富有競爭優勢。

      在此基礎上，研究人員在石墨烯快速轉移過程中，將金屬納米線（銀納米線、銅納米線等）網絡直接封裝在石墨烯與柔性塑料基底之間，批量制備了石墨烯/金屬納米線/PET的復合型柔性導電薄膜。測試表明，相對于單組分的石墨烯或者金屬納米線透明電極，石墨烯/納米線/PET柔性透明電極顯示出超高的導電性和透光性（表面電阻低至8歐姆/ ，且透光性高達94%）、優異的機械柔性和抗剝離性能、出色的化學穩定性和抗蝕性，在惡劣的工作環境中具有優良的耐久性能，在下一代柔性電子和光電子領域有重大的潛在應用價值。與商品化的ITO電極相比，石墨烯/納米線/PET柔性透明電極具有更高的導電性、透光性、機械強度和柔韌性，能夠制成可以彎曲、折疊的光電器件。北京大學與斯坦福大學的研究人員合作，將石墨烯/納米線/PET柔性透明電極應用于電致變色器件，成功制備了變色速度快、循環穩定性能好的柔性電致變色器件。這種連續卷對卷CVD生長-封裝轉移-無損剝離的快速制備石墨烯薄膜的方法突破了諸多技術瓶頸，實現了高品質石墨烯薄膜和高性能柔性透明電極的連續化和規模化生產，并降低了化學氣相沉積生長法的生產成本，具有工業化生產的潛力。



 

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-82387968
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414

注：本稿為中國腐蝕與防護網版權所有，未經允許， 嚴禁用于商業用途。轉載時請務必以超鏈接形式標明文章原始出處和作者信息及本版權聲明。