導讀：
一座鋼鐵廠(chǎng)每年產(chǎn)生45萬(wàn)噸煤焦油瀝青（coal tar pitch)，就在日前，這種副產(chǎn)物已經(jīng)化身為強度高、熱傳導性好的“夢(mèng)之材料”——石墨烯，從而制造電子元件，這種方法備受業(yè)界矚目。僅用1噸數十萬(wàn)韓元的資源，就可以合成高附加值材料，這種新技術(shù)不僅可以利用副產(chǎn)物開(kāi)拓新市場(chǎng)，也堪稱(chēng)一項環(huán)保型技術(shù)。
韓國浦項工科大學(xué)（POSTECH）新材料工程系李泰宇（音譯）教授團隊本月12日對外發(fā)布稱(chēng)，將煉鐵過(guò)程產(chǎn)生的煤焦油瀝青作為原料，開(kāi)發(fā)出一項可以直接合成電子元件基板上石墨烯的工藝。
煤焦油瀝青
該項技術(shù)可以在電子元件基板上指定的部位形成大片石墨烯，實(shí)現大面積、大批量、最優(yōu)化生產(chǎn)，同時(shí)利用鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，因而兼具環(huán)保性和經(jīng)濟性。
石墨烯合成方法中最為普遍使用的就是化學(xué)氣相沉積法，不僅使用了易爆氣體，而且在大量生產(chǎn)石墨烯的工藝較為復雜，在生產(chǎn)過(guò)程中，石墨烯容易出現破損，質(zhì)量較低。
研究小組為了改善這一方法，選擇了安全性高、爆炸性低的固態(tài)煤焦油瀝青，這種價(jià)格低廉的原料作為合成石墨烯的碳素原料已經(jīng)備受關(guān)注。盡管目前已經(jīng)采用煤焦油瀝青合成其他碳素物質(zhì)，但尚無(wú)利用煤焦油瀝青制造石墨烯薄膜的先例。
研究小組通過(guò)溶液工藝合成煤焦油瀝青薄膜，模塊化的石墨烯直接合成在電子元件基板上。
煤焦油瀝青每噸的交易價(jià)格約為40萬(wàn)韓元，在4英寸基板上合成石墨烯所需的煤焦油瀝青量?jì)H為1g，鑒于同等大小的石墨烯在市面上銷(xiāo)售價(jià)格在10萬(wàn)韓元以上，有望產(chǎn)生巨大的高附加值。
研究小組認為，該工藝不僅可以實(shí)現低價(jià)批量生產(chǎn)，在電子元件上也不會(huì )形成質(zhì)量低下的石墨烯。
值得一提的是，該技術(shù)在石墨烯相關(guān)的納米電子工程學(xué)領(lǐng)域還可以確保世界領(lǐng)先的競爭力，通過(guò)與韓國國內技術(shù)相結合，有望產(chǎn)生可觀(guān)的協(xié)同效應。
李泰宇（音譯）教授解釋稱(chēng)，利用低廉的固態(tài)廢棄物替代爆炸性氣體原料，在電子元件上形成大面積石墨烯，這種簡(jiǎn)便的方法在產(chǎn)業(yè)界備受關(guān)注，截止2025年每年有望產(chǎn)生20萬(wàn)億韓元的效益，有助于石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
另一方面，該研究得到了韓國未來(lái)創(chuàng )造科學(xué)部推進(jìn)的“納米基礎軟電子研究團隊”和浦項制鐵的大力支持。
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