技术推送｜离子注入技术辅助制备高质量石墨烯玻璃及其应用

项目简介

本项目设计开发了一种石墨烯玻璃制备方法，通过利用离子注入技术，将过渡金属粒子注入到玻璃表面，然后在石墨烯生长过程中注入的金属粒子有效提升玻璃表面对于碳源的裂解能力，并且促进石墨烯晶畴的成核和生长。这种方法成功在二氧化硅、蓝宝石、石英玻璃等绝缘衬底上制备出高质量单层石墨烯。

应用范围

石墨烯玻璃（Graphene Glass）是一种将石墨烯和玻璃结合在一起，发展出新型的复合材料。玻璃作为一种典型的透明绝缘材料，被广泛应用于建筑、化工、电子、光学、医药等诸多领域。然而，玻璃本身的导电和导热性都很差，限制了在许多领域的发展。石墨烯作为一种高透光性的二维材料，具有超高机械强度、超高的载流子迁移率和热导率等优异的性质，在透明导电薄膜、柔性显示、光电探测器等领域有着巨大的应用潜力。玻璃和石墨烯都具有很高的透明度，同时在导电、导热和浸润方面可以有效互补，形成具有高导电性、高导热性、生物相容性以及高强度的石墨烯玻璃，推动传统玻璃行业的升级换代。

项目阶段

本项目目前仍处于实验室研究阶段。可在石英玻璃、蓝宝石衬底、氧化硅等绝缘衬底上制备单层高质量石墨烯。并且团队利用石墨烯玻璃的导电导热性质将其成功应用于电致变色玻璃等器件，未来可以应用于电致变色窗户、防雾玻璃以及生物培养皿等研究中。这种制备石墨烯玻璃的方法相比于通过液相涂膜或转移方法制备的石墨烯玻璃，大幅度地提高了生产石墨烯玻璃的质量，并且石墨烯与玻璃之间接触紧密，相互作用力强，界面清洁，具有很好的稳定性，保证了石墨烯玻璃的优异性能，进一步有利于促进石墨烯玻璃产业化的发展。

知识产权

一种离子注入辅助制备石墨烯玻璃的方法以及一种石墨烯玻璃

国家发明专利

专利号：ZL201910966638.3

合作方式

技术开发、技术转让、技术许可。