General Graphene公司：利用石墨烯的多功能性

General Graphene公司的创始人兼首席财务官格雷戈里·埃里克森详细介绍了石墨烯的特性，这些特性使其成为一种多功能和抢手的材料。

石墨烯长期以来一直被吹捧为材料科学领域的“下一件大事”，因为它将高导电性、不渗透性、生物相容性、高导热性和强度结合到一种透明、化学惰性、纳米厚以下、重量不到一毫克/平方米的材料中。

在纳米尺度上，石墨烯是已知最强、最薄、导电性最强的材料，这就是为什么大多数人认为石墨烯是解决各种问题的方法。然而，我们的基本信念是，只有当石墨烯与其他材料相结合时，才能利用石墨烯的多功能性来创造新颖的解决方案，利用石墨烯的特性在各个领域提供卓越的性能。

通过将石墨烯与现有材料配对，我们的目标是加速其在材料科学领域从“下一件大事”到“当前大事”的过渡。

碳家族

自从发现以来，人们一直将石墨烯视为一种材料，但实际上，石墨烯是碳基材料的光谱。石墨烯的性质随着石墨烯层数的增加，晶体结构和排列的变化，掺杂剂的引入以及使用不同的基底而变化。

正如碳有许多熟悉但非常不同的形式，如金刚石和石墨，石墨烯也是如此。通过调整或操纵石墨烯以强调特定特性并将其与其他材料配对，我们可以有效地创建各种非常不同的材料，所有这些材料 – 或没有 – 都可以被称为“石墨烯”。在纳米尺度上，碳以纳米管和石墨烯的形式存在。从纳米尺度到微观尺度，碳也可以由缺乏结晶度的结构组成 – 这些被称为无定形碳材料。

我们专有的大气压化学气相沉积（APCVD）工艺使我们能够在纳米和微米尺度的各种基板上生长石墨烯和石墨烯相关碳材料。我们发现，在微观尺度上，产生的碳生长更接近热解碳膜沉积，其厚度范围约为100nm至10μm。

这些薄膜表现出石墨行为，并具有一系列独特的特性：

• 低电阻（1-100 Ω/平方未掺杂）;
• 不透明;
• 均匀的保形涂层;
• 坚固耐用，耐磨;
• 在高温下稳定（惰性环境中为1，000°C）;和
• 均匀的各向同性热量分布。

使用传统的化学气相沉积，石墨烯的生长仅限于一组选定的金属薄膜，这些金属薄膜用作碳源分离或裂解的催化剂。相比之下，热解碳膜可以直接沉积在各种高温兼容的基材上。

这些热解碳膜的一些潜在应用包括：

• 加热元件;
• 散热器;
• X射线检测窗口;和
• 惰性生物相容性涂料。

利用石墨烯的多功能性：过程

石墨烯独特的性能组合为不同的应用和行业提供了非凡的潜力。虽然这种潜力是真实的，但为了实现它，重要的是要认识到石墨烯不是一种“一刀切”的材料。它的特性取决于多种因素，包括正在生产的石墨烯的类型（单层或多层）、使用的工艺参数以及部署的投入数量，仅举几例。

我们很早就意识到，为了充分利用石墨烯的多功能性，我们需要一种生产工艺，以具有成本效益和可扩展性的方式在任何给定应用中制造具有一致可重复质量的石墨烯。我们经验丰富的科学团队已经开发了数百种配方，专门设计用于满足应用要求。最终，基于石墨烯的应用的商业化取决于两个问题：它是否有效/有效以及成本是否合理？

我们的工程团队开发了GG 3.0 – 我们新颖的工业规模常压化学气相沉积（APCVD）生产系统。将大规模生产与我们创新的高通量石墨烯转移系统相结合，使我们能够比以往更快、更高效地将石墨烯生长和转移到更广泛的基板上。

通过科学和工程的精心融合，我们创造了一个工艺，使我们能够定制石墨烯的特性以适应各种应用。我们相信，持续的生产工艺创新和优化将使我们能够充分发挥石墨烯多功能性的潜力，并在广泛的应用中以经济高效的方式（也许更重要的是，以商业规模）部署它。

下一步是什么？

如果我们看一下硅晶圆行业，2018年硅晶圆作为独立材料的市场价值约为90亿美元。相比之下，2018年由硅芯片支持的智能手机市值超过5000亿美元，因素差异超过55倍。

我们相信石墨烯作为一种使能材料具有类似的能力（碳和硅是元素周期表上的邻居并非巧合）。石墨烯既可以增强当今的产品和技术，又可以促进未来产品和技术的发展。这就是为什么通用石墨烯的核心焦点一直是短视的：为了释放石墨烯的潜力，我们必须首先证明以一致和可重复的质量大规模生产低成本石墨烯的能力。

我们已经做到了，现在我们已经准备好领导石墨烯革命。我们的石墨烯有效，而且比石墨烯市场上的其他参与者所能提供的便宜得多。