日本東北大學(xué)多元物質(zhì)科學(xué)研究所與昭和電工宣布，雙方共同開發(fā)出了量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石墨烯片的技術(shù)。這意味著在利用石墨烯作為汽車的電池材料及輕量高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料方面邁出了重要一步,。

    石墨烯是以1個(gè)原子的厚度從作為碳材料的石墨中剝離制得的材料,。除了作為晶體管等電子部件外，作為電池的材料及結(jié)構(gòu)材料也備受關(guān)注。然而，石墨烯的現(xiàn)有制造方法大多生產(chǎn)速度非常慢，而且很難實(shí)現(xiàn)缺陷及雜質(zhì)少的優(yōu)質(zhì)石墨烯的量產(chǎn),。比如，作為化學(xué)剝離法之一的“氧化剝離法”,，雖然可通過將石墨粉末氧化末并在溶劑中剝離,、然后再實(shí)施還原來獲得石墨烯片，但一次處理需要花費(fèi)1天以上的時(shí)間,，而且還存在缺陷及雜質(zhì)多的問題,。

    而此次開發(fā)的方法利用乙醇等有機(jī)溶劑的超臨界液體來剝離石墨烯。日本東北大學(xué)教授本間格介紹說,，由于不進(jìn)行氧化處理,，因此“幾乎沒有氧及氫等雜質(zhì)”。而且,，此次還開發(fā)出了可連續(xù)剝離石墨烯的“流動(dòng)反應(yīng)器”,。對(duì)于5g原料，一次剝離處理的時(shí)間僅為1小時(shí)左右,。

    不過,，一次處理的話單層石墨烯的收獲率只有10％左右。東北大學(xué)和昭和電工為了解決這一問題,，還開發(fā)出了使剝離處理的工序呈循環(huán)狀,，并在400℃溫度下反復(fù)處理的方法。這樣便可提高單層石墨烯的收獲率,。具體而言,，12次反復(fù)處理時(shí)收獲率可提高至30％以上，48次反復(fù)處理時(shí)收獲率可提高至80％以上,。48次反復(fù)處理時(shí),，雖然每小時(shí)的處理量會(huì)下降至100mg原料左右,，但生產(chǎn)效率仍比氧化剝離法高。

    獲得的石墨烯品質(zhì)方面,，本間教授介紹稱,，“經(jīng)拉曼光譜D-band和G-band的檢測(cè)證實(shí)，48次反復(fù)處理獲得的石墨烯顯示出了優(yōu)良的品質(zhì)”,。不過,，載流子遷移率未測(cè)定。而且,，石墨烯的粒徑也未公開,。

    昭和電工今后將為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)作進(jìn)一步驗(yàn)證可提高量產(chǎn)效率的技術(shù)。