碳海拾闻 | 网罗碳材料行业新鲜资讯（6月28日-7月5日））

01

石墨烯及碳纳米管

1. 一文读懂碳基柔性材料

碳材料具有综合优势，如良好的电气性能，导电性，固有和结构柔韧性，重量轻，化学成分高和热稳定性，易于化学功能化，以及潜在的大规模生产，使其成为灵活、耐磨的电子产品的首选材料。因此，研究者们付出了巨大的努力，合理的设计出各种碳基柔性材料，用于下一代电子产品的结构。

2.复旦大学卢红斌课题组《ACS Appl. Mater. Interfaces》：新型的限域膨胀制备高度取向石墨烯气凝胶的方法

复旦大学高分子科学系卢红斌课题组在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Highly Oriented Graphite Aerogel Fabricated by Confined Liquid-Phase Expansion for Anisotropically Thermally Conductive Epoxy Composites”的论文，研究基于课题组的液相膨胀技术，开发了限制膨胀技术，实现了膨胀过程中石墨烯片层自动取向，得到了垂直方向取向度高的限域膨胀石墨，进一步浇筑环氧树脂即可得到垂直方向高导热的复合材料，在填料含量仅为1.75 wt%时，复合材料垂直方向热导率高达4.14 W m-1 K-1，是其水平方向热导率的近8倍，且为纯环氧树脂垂直方向热导率的近10倍。同时，复合材料也表现出优秀的耐高温性能，可以满足长时间的高温散热应用。

3. 国外研究人员研发石墨烯生物传感器监控食品的新鲜度和安全性

6月29日消息，据外媒报道，国外研究人员将他们新的打印传感器浸入金枪鱼肉汤中，观察读数，结果证明，用高分辨率的气溶胶喷射打印机在柔性聚合物膜上打印并经过调整以测试组胺、变应原和变质的鱼和肉的指示剂的传感器，可以检测到百万分之3.41的组胺。

4. 清华大学张莹莹团队《先进材料》：丝胶蛋白助力碳纳米管电子墨水的制备

清华大学张莹莹课题组采用源于蚕茧的天然蛋白——丝胶蛋白（Silk Sericin）辅助碳纳米管 (CNT) 的分散，制备了完全没有其它人工合成化学添加剂的碳纳米管墨水（SSCNT ink），该墨水呈现良好的稳定性和生物相容性。进一步的，利用该墨水，可以通过喷墨打印、丝网印刷、浸染等方法在柔性衬底上（如纸张、织物等）制备柔性电子器件。该工作以Stable and Biocompatible Carbon Nanotube Ink Mediated by Silk Protein for Printed Electronics为题发表在Advanced Materials上（DOI: 10.1002/adma.202000165）。

5. 北化宋怀河教授团队在高密度石墨烯负极/硅炭负极材料取得进展

近日，北京化工大学宋怀河教授课题组联合新疆大学张苏副教授和俄罗斯科学院尼古拉耶夫无机化学研究所的Alexander V. Okotrub教授课题组，报道了一种通过简单球磨法对石墨烯中的缺陷结构进行设计和调控的策略，所制备的缺陷炭作为储钠材料表现出超高的质量和体积比容量以及优异的倍率性能。该研究成果以”Modulating the Defects of Graphene Blocks by Ball-Milling for Ultrahigh Gravimetric and Volumetric Performance and Fast Sodium Storage”为题目发表于Energy Storage Materials（CiteScore=15.09）上。

6. 一文读懂富勒烯润滑油

富勒烯在润滑领域的应用，现在已经取得了较好的成绩。因为富勒烯本身就具有抗氧化，降低摩擦阻力，抗磨损的功能，所以当它加入到润滑油中，呈现了更好的效果。另外富勒烯还具有自修复的功能，所以它对机械设备的磨损会起到保护作用。

7. 专利情报 | 6月石墨烯专利

本篇文章主要对2020年6月公开的石墨烯专利技术分析，报告数据均采集自国家知识产权局专利检索与服务系统。

02

碳纤维

1. 国内外大丝束碳纤维发展现状

低成本大丝束碳纤维的应用是发展低成本复合材料技术研究的重要内容。据相关数据显示，在大丝束碳纤维市场，美国赫氏占据绝对优势，全球市场份额高达58%；其次是德国西格里，占比31%；日本三菱排在第三，占比9%；这三家企业占据了全球大丝束碳纤维市场份额的98%，其他企业仅占剩余的2%。到目前为止，我国碳纤维生产仍以小丝束碳纤维为主。

2. 湿法纺丝工艺再创新， 威海拓展发力自主高性能碳纤维技术与产业体系建设

威海拓展联合北京化工大学、复旦大学等科研单位，立足工艺技术的自主创新和原始创新，通过二甲基亚砜湿法纺丝工艺制备碳纤维原丝新技术、产业化技术的自主创新，结合关键装备的再创新，实现了多项关键技术突破——

1、突破高品质纺丝液高效制备关键技术，解决高固含量高粘聚合物溶液的脱单脱泡难题；

2、研制出洗/牵一体化组合式牵伸工艺与装备、自主创新多纺位纺丝新技术，有效提升了多纺位原丝质量一致性和稳定性；

3、研发出具有温度梯度特征的高效原丝牵伸工艺与装备、实现碳纤维模量的有效调控，满足航空领域需要；

4、研制成功热风交互式输送预氧化炉新技术，打破传统四温区模式，建立六温区新工艺，突破了3米幅宽预氧化生产设备高效长期稳定运行瓶颈；

5、研发出新型低纤度PAN原丝纺丝技术、实现低纤度原丝的径向均质、轴向高取向的结构优化；

6、研发出结构组合可控的纤维预氧化技术、解决了碳纤维中、高模量制备的技术难题；

7、研发出集仿真设计、制造与运行管的国产化关键装备技术、解决不同模量碳纤维产业化质量一致性难题。

3. 湿法纺丝工艺再创新， 威海拓展发力自主高性能碳纤维技术与产业体系建设

低成本大丝束碳纤维的应用是发展低成本复合材料技术研究的重要内容。据相关数据显示，在大丝束碳纤维市场，美国赫氏占据绝对优势，全球市场份额高达58%；其次是德国西格里，占比31%；日本三菱排在第三，占比9%；这三家企业占据了全球大丝束碳纤维市场份额的98%，其他企业仅占剩余的2%。到目前为止，我国碳纤维生产仍以小丝束碳纤维为主。

4. 日本东丽总裁讲述公司碳纤维发展的悠久历史

在碳纤维及其复合材料工业中若要成为行业的佼佼者，必须要形成从碳纤维-复合材料-应用的完整技术链条，才能具备核心竞争力，而其中创新的碳纤维制备技术又是核心中的核心，东丽公司希望自己材料成为波音飞机主结构材料时，波音公司提出必须开发出更高等级的碳纤维产品，随后东丽开发出了T800碳纤维从而成为波音飞机主结构材料供应商。如果东丽公司碳纤维创新技术不足、不能开发出T800碳纤维，恐怕如今的碳纤维历史将会改写。最近几年，东丽公司相继开发出T1100G、M40X等高性能碳纤维，进一步奠定着全球碳纤维领导者地位。

5. 高速率，自动化的航空RTM生产线可提供下一代扰流板

在空中客车A320系列飞机上，包括A318，A319，A320和A321，共有10个扰流板，每个机翼有5个。每个A320扰流板都有不同的尺寸，具体取决于其在机翼上的位置，但通常来说长1.8米，宽0.7米。每个扰流板的前端约50毫米厚，后缘逐渐减小至约5毫米。每个扰流板在其前缘的中间还具有一个200 x 100毫米的金属支架，用于安装机械致动器。A320采用的是杆端致动器。在每个前缘的拐角处还有较小的金属固定点。

03

金刚石

1. 比钻石还要硬，科学家设计出“五角”超硬钻石！

来自筑波大学的科学家利用计算机计算设计了一种新的碳基材料，其硬度甚至比钻石还高。这种被发明者称为“五角钻石”的结构，可能有助于在困难的切割制造任务中取代目前的合成钻石。

2. 硅掺杂对高温高压合成金刚石的影响

郑州大学房超等利用国产立方高压装置进行金刚石合成的高温高压实验，在具有温度梯度的种子上进行金刚石生长。将硅粉（Si浓度0.25-8wt％）在高温高压条件下添加到镍基金属催化剂中，以研究其对大型单晶金刚石生长的影响。最终结果表明，高Si含量的完整晶体很难生长。Si对镍基金属催化剂中金刚石的质量有显著影响，因此，优化催化剂的选择是未来生长高质量掺硅大单晶金刚石的关键因素之一。

3. 俄罗斯制造出钻石X射线微晶

据俄罗斯卫星通讯社sputniknews报道，康德波罗的海联邦大学学者在世界上首次制造出钻石X射线微晶，可以用于建造新一代同步加速器。新晶状体能够承受高温和X射线强流造成的辐射载荷，比传统的金属和聚合材料透镜更可靠耐用。

04

电化学

1. 负极材料结构调控与表面改性的研究进展

本文在简要介绍锂离子电池工作原理和其对石墨类负极材料要求的基础上，重点综述了最近石墨类负极材料在结构调控与表面改性等方面的研究现状与发展动态，并对石墨类负极材料的未来发展趋势进行了展望。

05

其他

1. 黄维院士：未来将是“碳基材料+光电过程”的时代，柔性电子和柔性电子产业将深刻变革人类生产生活方式

近日，中国科学院院士、西北工业大学常务副校长黄维在《 人民日报海外版 》发文，指出未来将是“碳基材料+光电过程”的时代，柔性电子和柔性电子产业将深刻变革人类生产方式、生活方式、思维方式。

06

直播课

1. 预告：炭/炭复合材料

时间：2020-07-23（周四）  19:00-20:00

讲师：黄启忠 教授 中南大学/炭复合材料研究所 

课程内容简介：

1. 炭/炭复合材料的制备

2. 炭/炭复合材料的结构

3. 炭/炭复合材料的应用

4. 炭的化学气相沉积与应用