美國非織造布工業(yè)協(xié)會(INDA)近日在于法國圖盧茲召開的第四屆石墨烯國際會議上指出，石墨烯復(fù)合材料作為對未來發(fā)展具有重大決定意義的新材料，未來5年~10年內(nèi)所帶來的全球產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保守估計(jì)會超過1000億美元，而石墨烯復(fù)合材料在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)值將達(dá)到100億美元，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ母叨水a(chǎn)業(yè)用綜合性功能復(fù)合材料。

　　CPNC增強(qiáng)材料可進(jìn)行自動修復(fù)

　　技術(shù)人員在CPNC中嵌入了一種生物可降解的自我修復(fù)成分，使其可以進(jìn)行自動修復(fù)或者在使用過程中通過外部刺激標(biāo)記所遇到的疲勞現(xiàn)象。

　　荷蘭Colbond BV公司于2014年1月1日推出一款由剝離型石墨或膨脹石墨(EG)片材與納米聚合物混合生產(chǎn)的石墨烯納米復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料CPNC。

　　根據(jù)已經(jīng)公布的技術(shù)信息顯示，Colbond BV公司石墨烯復(fù)合材料Drzal小組利用插層化合物剝離石墨，將天然片狀石墨經(jīng)過嵌入形成膨脹石墨(EG)制成納米石墨烯薄片(NGP)，然后通過非織造靜電紡絲技術(shù)將石墨納米薄片融入基底聚合物中制備成石墨烯納米復(fù)合材料CPNC。

　　Drzal小組負(fù)責(zé)人Louis Daigneault在產(chǎn)品推薦會上指出，技術(shù)人員還在石墨烯納米復(fù)合材料(CPNC)中嵌入了一種生物可降解的自我修復(fù)成分，使其可以進(jìn)行自動修復(fù)或者在使用過程中通過外部刺激標(biāo)記所遇到的疲勞現(xiàn)象，同時還不會造成任何環(huán)境污染。這一“神奇”的特性可以讓CPNC材料用于汽車、飛行器、燃料電池、薄膜以及醫(yī)療設(shè)備的結(jié)構(gòu)維護(hù)。

　　“根據(jù)石墨烯聚合物納米復(fù)合材料CPNC開發(fā)過程中收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則顯示，CPNC的多功能性使石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品的生命周期中進(jìn)入了一個重要的階段，”Louis Daigneault說，“CPNC增強(qiáng)材料不僅在機(jī)械性能上要優(yōu)于單壁納米管(SWNT)和多壁納米管(MWNT)環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料，而且其具備較大的比表面積和機(jī)械效應(yīng)也使產(chǎn)品的抗疲勞強(qiáng)度更優(yōu)越。”

　　Eito實(shí)現(xiàn)對所有紅外線保持高透明性

　　采用單個石墨烯制成的太陽能電池薄膜的能量轉(zhuǎn)化率只有2.9%，而添加了TFSA添加劑之后的Eito導(dǎo)電膜可以幫助太陽能電池能量轉(zhuǎn)化率突破8.6%。

　　日本富士電機(jī)控股株式會社今年3月份推出一款石墨烯太陽能電池用透明導(dǎo)電膜Eito。Eito透明導(dǎo)電膜最大的特性是可以實(shí)現(xiàn)對包括中遠(yuǎn)紅外線在內(nèi)的所有紅外線的高透明性。盡管紅外線占據(jù)了相當(dāng)一部分的太陽輻射能量，但現(xiàn)有的大部分太陽能電池用薄膜都無法把紅外線作為能量源有效利用，這是因?yàn)槌擞行У墓怆娹D(zhuǎn)換本身不容易實(shí)現(xiàn)之外，迄今為止多用于透明電極的ITO和FTO，對紅外線的透射率實(shí)際上也比較低，而Eito導(dǎo)電膜具備的獨(dú)特性質(zhì)則可以完成超過現(xiàn)有太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

　　同時，研發(fā)人員在Eito導(dǎo)電膜中添加的TFSA添加劑和玻璃纖維可以使石墨烯纖維實(shí)現(xiàn)定向排列，保證原件在材料加熱及模壓過程中具備穩(wěn)定良好的防氧化性能。Eito的膨脹程度可以達(dá)到原有厚度的6倍，密度將至僅為0.3g/cm3，此外，Eito導(dǎo)電膜的物理特性和力學(xué)特性均可通過改變石墨烯和玻璃纖維的配比得到控制，進(jìn)而滿足太陽能電池的需求。

　　富士電機(jī)控股株式會社技術(shù)顧問Asakura Megumi指出，此前僅采用單個石墨烯制成的太陽能電池薄膜的能量轉(zhuǎn)化率最多只有2.9%，而添加了TFSA添加劑之后的Eito導(dǎo)電膜可以幫助太陽能電池能量轉(zhuǎn)化率突破8.6%，這是全新的世界紀(jì)錄，實(shí)在是妙不可言。

　　此外，Asakura Megumi還強(qiáng)調(diào)到，石墨烯復(fù)合材料不同于傳統(tǒng)的金屬，它不但可以像金屬材料一樣彎曲，還可以同時保持透明狀態(tài)，這樣的特性足以令它成為太陽能電池中的重要組成部分。而Eito的推出有望實(shí)現(xiàn)將石墨烯復(fù)合材料薄膜推廣到建筑物外墻和其他應(yīng)用中，使太陽能用于照明、采暖等其他日常使用成為可能。

　　Delphi將薄膜厚度減小一個數(shù)量級

　　Delphi薄膜的厚度不到2納米，大分子無法通過它，而小分子卻可以，這項(xiàng)研究的突破在于將薄膜的厚度減小一個數(shù)量級，這也是分離技術(shù)的重大突破。

　　美國Alcoa公司也在2014年年初推出了石墨烯過濾材料Delphi。這種薄膜擁有較高的滲透選擇性——氫氣和氦氣能夠輕易通過這種薄膜，而其他氣體，例如二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、一氧化碳以及甲烷等通過的速度則要慢得多。研究者用硫酸或硝酸將石墨小片氧化，使其分離制成石墨烯不均勻混合的混合物，然后加水。在加水之后，利用聲波降解法和離心分離技術(shù)，得到均勻的氧化石墨烯懸浮液。最后，通過簡單的過濾，懸浮液被涂在氧化鋁基質(zhì)上，進(jìn)而獲得了新型過濾膜。“氫氣的動力學(xué)直徑為0.289納米，二氧化碳的動力學(xué)直徑是0.33納米，雖然二者只相差0.44納米，但這種差別足夠產(chǎn)生不同的滲透效果，”Alcoa公司負(fù)責(zé)人Jackson說，“Delphi薄膜的厚度不到2納米，就像一個空氣篩子，大分子無法通過它，而小分子卻可以。這項(xiàng)研究的突破在于將薄膜的厚度減小一個數(shù)量級，這也是分離技術(shù)的重大突破。”