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反复折叠10000次不变形,折叠屏薄膜有了新选择?

反复折叠10000次不变形,折叠屏薄膜有了新选择?


此次成功研发的石墨烯基薄膜具有承受大变形、耐折叠、耐揉搓等性能。

目前,大量文献报道了多功能石墨烯基薄膜材料,显示出**的功能特性,但石墨烯基薄膜材料应变低、韧性不足,不能承受反复折叠,严重制约了其在柔性可弯折电子器件等领域的应用。

针对这一共性难题,湖南大学王建锋教授课题组运用仿生的手段,**石墨烯基薄膜材料的结构设计,发明了一种新型技术,制备出大变形、耐折叠、耐揉搓多功能石墨烯基薄膜。

  • 其变形达到了35%,断裂功达到了50 MJ/m3;

  • 反复折叠10000次后,各项力学指标不降低;

  • 2毫米宽的石墨烯条折叠并用70公斤的压力压缩折叠位置后,不影响力学性能;

  • 用手掌反复任意揉搓石墨烯薄膜不会破裂;

  • 具有较低的密度和良好的多功能特性,导热率为130 W m−1 K−1,热分解温度为520 ℃,长时间燃烧不起火。

自然界中,天然贝壳由大量碳酸钙片和一些聚合物组成,这些聚合物包含了一种高强度的甲壳素纳米纤维,*近的研究揭示贝壳生长过程中甲壳素纳米纤维形成了相互交织的多孔框架结构。受此启发,**提出了以三维聚合物纳米纤维框架取代传统层状纳米复合材料中的聚合物塑料,制备高柔性多功能石墨烯薄膜的理念。

 

实验上,以溶剂剥离的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)分叉纳米纤维和石墨烯粉体为原材料,发明了一种溶胶-凝胶-薄膜转换技术,制备出石墨烯/PBO纳米纤维仿贝壳层状薄膜,其中石墨烯的重量百分含量为40-70%。这种独特的制备技术使得PBO纳米纤维形成三维互连框架结构,赋予该石墨烯基薄膜****的大变形、耐折叠、耐揉搓性能,远远超过目前文献报道的所有石墨烯基层状薄膜材料。

a)溶胶-凝胶-薄膜转换方法制备石墨烯基薄膜的过程;

b)制备过程示意图;

c)分叉PBO纳米纤维;

d, e) 石墨烯-PBO纳米纤维的结构;

f)石墨烯-PBO纳米纤维的层状结构及层间的纤维网络。

这种仿生石墨烯基导热薄膜可用于柔性电子设备,尤其是在航空航天领域代替金属作为轻量化散热材料。

上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件 的高科技企业,公司成立2005年,专业的光电镀膜公司,公司产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工;光学透镜、反射镜、棱镜等光学镀膜产品的开发和生产,为全球客户提供上等的产品和服务。

采用德国薄膜制备工艺,形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系,能够制备各种超高性能光学薄膜,包括红外薄膜、增透膜,ARcoating, 激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜,应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆,低反射橱窗玻璃,画框等。

 


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