石墨烯旗艦研究項目于2013年1月被歐盟選定為首批技術(shù)旗艦項目之一。該項目運行時(shí)間10年，總投資10億歐元，旨在把石墨烯和相關(guān)層狀材料從實(shí)驗室帶入社會(huì )，為歐洲諸多產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命，促進(jìn)經(jīng)濟增長(cháng)，創(chuàng )造就業(yè)機會(huì )。
石墨烯旗艦項目(Graphene Flagship)致力于加速石墨烯從實(shí)驗室往工業(yè)化邁進(jìn)的腳步，下面匯總了該項目支持研究得到的具有重大意義的成果：
 1、石墨烯和神經(jīng)元是最好的朋友
研究人員發(fā)現可以將未經(jīng)處理的石墨烯與神經(jīng)元連接起來(lái)，并且還能保持整個(gè)活性細胞的完整性。該工作是利用石墨烯制作用于控制大腦的腦深部移植物的第一步。該工作是由意大利的里雅斯特大學(xué)教授Prato完成的，他指出他們正在致力于將石墨烯最前沿的技術(shù)用于生物醫學(xué)領(lǐng)域，研究石墨烯薄片與復雜的神經(jīng)元細胞信號傳導機制之間的關(guān)系。
(ACS Nano, "Graphene-Based Interfaces do not Alter Target Nerve Cells")
2、石墨烯壓力傳感器
壓力傳感器目前廣泛應用于移動(dòng)手持設備，如果將目前的傳感器膜換成石墨烯膜，可以使傳感器尺寸減小，并且極大提高靈敏度和壽命。該工作的第一作者Robin Dolleman來(lái)自于荷蘭的代爾夫特大學(xué)，他們花了一年的時(shí)間為系統建模，最終才確定了壓縮模壓力傳感器的想法。壓縮模壓力傳感器由31層石墨烯組成，比硅基傳感器靈敏度高了45倍，器件尺寸也降低了25倍。目前該工作采用了單層石墨烯，也能夠取得相似的結果。
(Nano Letters, "Graphene Squeeze-Film Pressure Sensors")
3、無(wú)摩擦石墨烯
研究人員發(fā)現了石墨烯納米棒在表面上滑動(dòng)時(shí)展現出來(lái)的超潤滑性質(zhì)，與納米棒尺寸和彈性有關(guān)。這一重要的發(fā)現顯示了納米石墨烯用于無(wú)摩擦涂層的潛力。
(Science, "Superlubricity of graphene nanoribbons on gold surfaces")
4、石墨烯皮劃艇
西班牙汽車(chē)內飾專(zhuān)家Grupo Antolin SA與羅馬皮艇合作研發(fā)一款創(chuàng )新型的皮艇，在其熱固性聚合物內加入石墨烯材料。采用石墨烯和相關(guān)的材料可以顯著(zhù)提高強度和剛性，并且改進(jìn)皮艇某些危險部分的耐破損能力。在九月份舉辦的皮劃艇馬拉松世錦賽中，羅馬皮艇采用了K-1皮艇，該皮艇中就采用了石墨烯。
5、生產(chǎn)石墨烯-廚房攪拌機做法
石墨烯旗艦項目的研究人員已經(jīng)發(fā)明了一種方法可以大規模生產(chǎn)石墨烯，采用的是一個(gè)旋轉工具將液態(tài)的石墨片分離開(kāi)，類(lèi)似于廚房中的攪拌機。該方法可以提供生產(chǎn)石墨烯的速度，并且得到的二維材料具有多種用途，從印刷電子學(xué)到能源發(fā)電領(lǐng)域。
(Nature Materials, "Scalable production of large quantities of defect-free few-layer graphene by shear exfoliation in liquids")
6、柔性顯示可以放進(jìn)口袋
FlexEnable發(fā)明了世界上第一個(gè)柔性顯示屏，其像素背板采用了石墨烯材料。與電泳成像膠片結合起來(lái)就能得到一個(gè)低功率的、耐用的顯示器，可以適用于多種不同環(huán)境。這種顯示器具有極大的潛力用于諸如可穿戴領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域中。
7、采用石墨烯極大提高光纖數據傳輸量
石墨烯旗艦項目中的一組研究人員制作了一種高性能光探測器可用于紅外光纖通信系統，系統采用了石墨烯晶圓。這可以在減小器件尺寸和降低成本的同時(shí)，提高傳輸信息量。
(ACS Photonics, "50 GBit/s Photodetectors Based on Wafer-Scale Graphene for Integrated Silicon Photonic Communication Systems")
8、石墨烯用于可充電電池
石墨烯旗艦項目下屬的幾個(gè)不同的研究組都在研究可充電電池。有一個(gè)小組發(fā)明了基于石墨烯的鋰離子類(lèi)型的電池用于手持電子設備中。石墨烯主要用在電池電極上，以包含石墨烯納米片的涂抹墨水的形式，可以提高20%的能效。另一組研究人員則研究得到了高能量密度、效率和穩定性的氧化鋰電池。電池的效率超過(guò)90%，可充電超過(guò)2000次。氧化鋰電池電極是多孔、蓬松的，加入了石墨烯和其它添加劑可以改變電池中的化學(xué)相互作用。
(Science, "Cycling Li-O2 batteries via LiOH formation and decomposition")**
(Nano Letters, "An Advanced Lithium-Ion Battery Based on a Graphene Anode and a Lithium Iron Phosphate Cathode")
石墨烯– what and why?
石墨烯是一種二維材料，由單層蜂窩狀網(wǎng)格的碳原子組成。這種透明的、柔性的材料具有很多特殊的性質(zhì)。例如，它的強度是鋼的100倍，并且導電和導熱性能極佳?，F在有很多工作致力于探究石墨烯的應用。包括用于柔性、可穿戴電子學(xué)和天線(xiàn)、傳感器、數據傳輸系統、醫學(xué)和仿生生物技術(shù)、超強復合物、光伏和能量存儲領(lǐng)域。
石墨烯及未來(lái)
對于石墨烯的研究還涵蓋了于與其相關(guān)的其它材料或其它結構，從聚合物到金屬，水泥，傳統半導體材料等。石墨烯只是上千種單層材料中的一種。旗艦項目希望能夠加速實(shí)驗室技術(shù)到工業(yè)轉化的腳步。尤其讓人激動(dòng)的是可以將這些不同的單層材料疊加一起從而創(chuàng )造出自然界中沒(méi)有的材料，得到想要的性質(zhì)以用于特殊的領(lǐng)域。這些復合層材料還可以與其它納米材料結合在一起，從而能夠增強某些特性。
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