從深圳回來(lái)深刻感受到先前鋪的線(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始有回饋了，我們以石墨烯應用技術(shù)當平臺，用石墨烯量產(chǎn)技術(shù)做后盾，應用技術(shù)又能不斷延伸下，先在江西共青城設置生產(chǎn)基地。這幾天的機緣讓上游石墨深加工的資源自動(dòng)送上門(mén)來(lái)，以現在足以領(lǐng)先全球的石墨烯成果來(lái)看，配合地方政策來(lái)建置創(chuàng )新孵化中心，將我們的初始應用技術(shù)轉移給新創(chuàng )公司，這些有潛力的公司再經(jīng)資本操作累積資源后，將形成石墨烯產(chǎn)業(yè)化的不息動(dòng)力。
這篇談到26類(lèi)應用技術(shù)的第二十一類(lèi)_細菌 DNA分離。傳統的細菌檢驗的方法需要生化培養、分離鑒定，程序復雜繁瑣、報告檢驗結果大致需 4-7 天，不僅耗時(shí)太長(cháng)，而且檢測靈敏度低。所以，建立快速而準確的檢測方法一直是病原微生物檢驗研究的核心問(wèn)題。隨著(zhù)分子生物學(xué)的發(fā)展，以核酸為基礎的聚合酶鏈反應方法 (PCR)，已被廣泛應用于病原微生物菌的檢測工作，與傳統方法相比，這種檢測方法更快速、更方便、更靈敏。目前，廣泛用于細菌基因組 DNA 的提取方法主要是傳統的核酸分離方法，存在使用有毒試劑（苯酚、氯仿）、耗時(shí)長(cháng)、提取效率低等不足，這已經(jīng)不能達到現代檢測對快速、準確、靈敏、方便的要求。
我們找到一種新的細菌基因組 DNA 提取的方法，通過(guò)無(wú)機或有機聚合物表面修飾或包裹的磁性納米級材料粒子作為核酸分離的載體。第一步驟，我們通過(guò)前篇的磁性石墨烯做成磁性納米粒子聚集體﹔第二步驟，配制細菌裂解液﹔第三步驟是吸附緩沖液的配制及添加﹔第四步驟是磁鐵吸附：用磁鐵將吸附有細菌基因組 DNA 的磁性納米粒子與溶液分離，倒掉上清液。第五步驟用乙醇漂洗吸附有細菌基因組 DNA 的磁性納米粒子。第六步驟是用 TE 緩沖液洗脫。
最近把知乎幾個(gè)比較關(guān)注石墨烯話(huà)題的朋友召集起來(lái)，希望能夠透過(guò)彼此交流來(lái)激蕩出火花，其中不乏有一本畢業(yè)的博士參與，十幾個(gè)成員內也多是就讀博士班的小朋友，甚至遠至美國及德國。我們從臺灣開(kāi)始發(fā)展石墨烯應用技術(shù)已經(jīng)一年半了，回頭看看當初在研發(fā)的路上能夠一帆風(fēng)順，就是用對的材料與對的思維。既然我想回饋中國成為材料強國，把種子撒下去是必然需要拋磚引玉丟出一些材料的，不過(guò)，通常是學(xué)術(shù)領(lǐng)先業(yè)界做為引導的角色，但我很清楚在石墨烯這個(gè)領(lǐng)域的制備及應用技術(shù)都是志陽(yáng)科技在引領(lǐng)風(fēng)潮，我很高興我能做到這個(gè)地步。
這篇談到26類(lèi)應用技術(shù)的第二十二類(lèi)_熒光成像。熒光是種光致冷發(fā)光的現象，當某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長(cháng)的入射光 (通常是紫外線(xiàn)或 x-ray)照射，吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，在 10e-8秒內退激發(fā)并發(fā)出出射光 (通常波長(cháng)比入射光的波常長(cháng)，在可見(jiàn)光波段﹔且一旦停止入射光，發(fā)光現象的也隨之立即消失)。目前，石墨烯量子點(diǎn)被證實(shí)可以應用于熒光成像，系由于「邊緣效應」及「小尺寸效應」，使石墨烯表現出獨特的光化學(xué)性質(zhì)。
但并不是碳材料大小在幾個(gè)納米就稱(chēng)為「量子點(diǎn)」其所為的熒光發(fā)射與激發(fā)波長(cháng)相關(guān)倒是必須能測量的。記得我們前面提到 Fe3O4 磁性納米顆粒與石墨烯合成的磁性石墨烯嗎？這就是我們下一個(gè)主角，希望能得到同時(shí)具有「靶向性」和「熒光性」的多功能磁性材料。
最近把知乎幾個(gè)比較關(guān)注石墨烯話(huà)題的朋友召集起來(lái)，希望能夠透過(guò)彼此交流來(lái)激蕩出火花，其中不乏有一本畢業(yè)的博士參與，十幾個(gè)成員內也多是就讀博士班的小朋友，甚至遠至美國及德國。我們從臺灣開(kāi)始發(fā)展石墨烯應用技術(shù)已經(jīng)一年半了，回頭看看當初在研發(fā)的路上能夠一帆風(fēng)順，就是用對的材料與對的思維。既然我想回饋中國成為材料強國，把種子撒下去是必然需要拋磚引玉丟出一些材料的，不過(guò)，通常是學(xué)術(shù)領(lǐng)先業(yè)界做為引導的角色，但我很清楚在石墨烯這個(gè)領(lǐng)域的制備及應用技術(shù)都是志陽(yáng)科技在引領(lǐng)風(fēng)潮，我很高興我能做到這個(gè)地步。
這篇談到 26 類(lèi)應用技術(shù)的第二十三類(lèi)_光觸媒材料。光觸媒材料為半導體氧化物，當受到大于能隙寬度能量的光子照射后，電子從價(jià)帶躍升到導電帶，因而產(chǎn)生電子-空穴對。其中，電子具有還原性，空穴具有氧化性。而空穴與半導體氧化物的表面 OH-反應成氧化性很高的 OH-自由基﹔電子則和氧分子結合成超氧離子 (O2-)?；顫姷淖杂苫蓪⒂袡C會(huì )氧化成無(wú)害的 CO2 及 H2O，故具有分解有機物、細菌細胞膜、固化病毒蛋白質(zhì)及污染防治、殺菌和除臭功能。但通常僅在紫外光下才有效果。TiO2 常作為光觸媒材料，而欲使光觸媒材料產(chǎn)生反應的光子，必須有 3.2eV 以上的能量，亦相當于波長(cháng) 380 nm 以下的紫外光。
過(guò)去學(xué)者曾以 TiO2／石墨烯復材做光觸媒材料研究，系因石墨烯共軛結構中富集的 SP2 雜化碳受可見(jiàn)光激發(fā)而共振增強，可提高 TiO2 光催化劑材料對可見(jiàn)光的有效吸收，使其應用范圍擴展至可見(jiàn)光區。同時(shí)，光催化反應過(guò)程中，半導體 TiO2 價(jià)帶電子將受激躍遷至半導體導帶，并最終轉移至作為電子捕獲中心的石墨烯，促進(jìn) TiO2 電子-空穴對有效分離。且在一定程度上提高了污染物在半導體表面的富集效率。
最近大陸同事跟我聊天后，我才領(lǐng)悟中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化為何至今仍未順利開(kāi)展，各位觀(guān)察目前在臺面上的幾家石墨烯公司有幾個(gè)特點(diǎn)，第一，多半是某家集團透過(guò)取得中科院或科研機構的專(zhuān)利而成立﹔第二，除了 CVD 制程就是氧化還原制程。我們再往里面深究其中的道理，這些科研人才當初是從某個(gè)領(lǐng)域出發(fā)，為了解決材料來(lái)源而一頭栽進(jìn)石墨烯制備，當然他們原來(lái)不是學(xué)習碳材料的，所以透過(guò)過(guò)去文獻及專(zhuān)利來(lái)改良才找到更好的方式。不過(guò)，問(wèn)題出現了，他們過(guò)去一直待在同一個(gè)領(lǐng)域，譬如寧波材料所的電池技術(shù)，當然對于其他應用技術(shù)的機理無(wú)法深刻掌握。這是我發(fā)現除了石墨烯材料不對以外，思維不對也是造成石墨烯產(chǎn)業(yè)化無(wú)法推廣的兩大主因。
這篇談到26類(lèi)應用技術(shù)的第二十四類(lèi)_RF 器件。一般來(lái)說(shuō)晶體管有三極，即所謂的源極 (source)、汲極 (drain)與門(mén)極 (gate)。當給定閘極一個(gè)電壓時(shí)，源極與汲極間就可能有電流，反之，當閘沒(méi)有電壓時(shí)，源極與汲極間便沒(méi)有電流。石墨烯具有高載流子遷移率、高飽和速度、高臨界電流密度，加上單原子厚度的石墨烯具有作為超高速電子晶體管的潛力 (即太赫茲)。
普通場(chǎng)效晶體管是透過(guò)控制反型層的溝通寬度來(lái)控制電流大小，而石墨烯晶體管可直接用門(mén)電壓控制主要載流子的類(lèi)型和濃度，這與擁有狄拉克點(diǎn)有關(guān)。所以石墨烯晶體管是單層的，不需要 p 型或 n 型的溝道與不同型的襯底。因為石墨烯雖然沒(méi)有能隙，但還是有放大功能。IBM 在 2010 年展示由石墨烯材料制成的場(chǎng)效晶體管 (FET)，其截止頻率可達 100 GHz (目前CVD已大于 400 GHz)。更在 2014 年采用 3 個(gè)晶體管、4 個(gè)電感器、2 個(gè)電容器和 2 個(gè)電阻組成石墨烯射頻接收器，它的效能比以往石墨烯整合電路好 1000 倍，達到媲美硅技術(shù)的現代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。
一路走來(lái)，我看到石墨烯的無(wú)限可能。其實(shí)，我也不是沒(méi)有彷徨過(guò)，一開(kāi)始也會(huì )擔心石墨烯是否太言過(guò)于實(shí)，加上這個(gè)新材料被石墨烯業(yè)者搞臭了，所以在后面找資金的時(shí)候非常辛苦。不過(guò)，我還是看到了曙光，我跟關(guān)心我的朋友說(shuō)，「關(guān)關(guān)難過(guò)關(guān)關(guān)過(guò)」，每次我要放棄時(shí)就傳來(lái)捷報，一晃眼就陸續發(fā)展出 40 多款應用產(chǎn)品，算一算也已經(jīng)涉及 19 類(lèi)了。就剩下我最不熟習的電子、半導體領(lǐng)域，記得前一篇我說(shuō)過(guò)中國石墨烯業(yè)界普遍的現象嗎？就是因為我不是技術(shù)出身的，我從市場(chǎng)需求開(kāi)始，用項目經(jīng)理的角色完成我的使命。
這篇談到 26 類(lèi)應用技術(shù)的第二十五類(lèi)_集成電路。石墨烯集成電路，指的是由石墨烯圓片制成的集成電路，這塊集成電路建立在一塊碳化硅上，并且由一些石墨烯場(chǎng)效應晶體管組成。2010 年 IBM 公司托馬斯·沃森研究中心科學(xué)家林育明領(lǐng)導的團隊展示了首塊基于石墨烯的晶體管，其能在 100GHz 的頻率上運行，但這次該團隊將其整合進(jìn)一塊完整的集成電路中。
但多個(gè)科研團隊在研制石墨烯晶體管和接收器中遇到了幾個(gè)障礙：首先石墨烯這種纖薄的單原子層薄片很難同制造芯片所用的金屬和合金匹配到一起，在蝕刻過(guò)程中石墨烯很容易受損?？梢酝ㄟ^(guò)在一塊碳化硅晶圓的硅面上種植石墨烯，清除了這些障礙。接著(zhù)他們將石墨烯包裹進(jìn)一個(gè)聚合物內，進(jìn)行必須的蝕刻過(guò)程，隨后再用一些丙酮將這些聚合物清除，該晶體管門(mén)的長(cháng)度僅為 550 納米，整個(gè)集成電路僅為一顆鹽粒那么大。而且這種生產(chǎn)過(guò)程也可用于其他類(lèi)型的石墨烯材料，包括將化學(xué)氣相淀積（CVD）石墨烯膜合成在金屬膜之上，也可用于光學(xué)光刻以改善成本和產(chǎn)能。但我還是覺(jué)得這個(gè)工藝太過(guò)復雜。
再來(lái)就是討論能隙的問(wèn)題，石墨烯導電能力佳，但它缺乏能隙 (band gap)，這意味著(zhù)石墨烯中沒(méi)有「電子態(tài)無(wú)法存在」的能量范圍，不適合做晶體管的材料，除非找出能創(chuàng )造出人造能隙的方法，譬如施加電場(chǎng)或摻雜原子等。另外，也有研究提到改變石墨烯層數可以改變能隙的大小，其中以單層石墨烯的能隙最大。
回顧寫(xiě)了 27 篇文章后，終于一鼓作氣提到了 26 類(lèi)應用技術(shù)的成果與發(fā)想，雖然一晃眼就陸續發(fā)展出 40 多款應用產(chǎn)品，也已經(jīng)涉及 19 類(lèi)了，但隨著(zhù)二級、三級加工石墨烯材料的出現，我發(fā)現研發(fā)的速度又變快了。我認為一方面是對自己的石墨烯特質(zhì)更加了解了，另一方面是透過(guò)不斷學(xué)習及實(shí)作的過(guò)程累積更多的知識﹔最后，就是透過(guò)整個(gè)石墨烯平臺吸引更多優(yōu)質(zhì)人才加入石墨烯產(chǎn)業(yè)化的行列。我們仍會(huì )把持如履薄冰的心情來(lái)灌溉這個(gè)得之不易的機緣的。
這篇談到 26 類(lèi)應用技術(shù)的第二十六類(lèi)_石墨烯揚聲器。2013 年美國研究人員制作出一款石墨烯揚聲器(loudspeaker)，雖然沒(méi)有采用特定設計，但在頻率響應與耗電量方面已組以媲美某些市售喇叭或耳機，甚至具有更佳的表現。揚聲器的主要工作原理是薄膜的振動(dòng)。這些振動(dòng)會(huì )在周遭空氣中產(chǎn)生壓力波，而不同的振動(dòng)頻率決定了聲音的高低音調。人耳可察覺(jué)的聲波頻率在 20 Hz 到 20 KHz 之間，頻率越大則音調越高。喇叭的質(zhì)量取決于頻率響應的均勻程度，亦即從低頻到高頻的產(chǎn)出音量須保持一致。
研究者將一張直徑 7mm 的石墨烯振膜放在兩個(gè)電極之間，由于石墨烯本身具有超強的導電性，因此精準控制電流強度便可以實(shí)現優(yōu)秀的音質(zhì)表現。從響應測試來(lái)看，石墨烯振膜在高音 20Hz 和低音 20KHz 范圍內的表現非常平穩，而對手聲海塞爾 MX 400 則表現略低一等。研究團隊使用化學(xué)氣相沉積法 (CVD)成長(cháng)寬 7 mm、厚 30 nm 的石墨烯來(lái)制作喇叭。他們把此振動(dòng)膜夾在兩片穿孔的硅晶驅動(dòng)電極間，電極表面鍍有二氧化硅 (SiO2) 以防止振動(dòng)過(guò)大導致石墨烯與電極間短路。接上電源時(shí)，電極產(chǎn)生的靜電力驅使石墨烯振動(dòng)并產(chǎn)生聲音，而改變輸入電壓便能產(chǎn)生不同的聲音。
各位看官以為我們就這點(diǎn)本事，那你就錯了，這一年半我接聽(tīng)多少電話(huà)要求提供粉末，自己先探討論文及專(zhuān)利怎么進(jìn)行？分析該提供怎么的材料組合？看到測試數據反復討論多少次？才能在這里大方地分享我們的成果，我再加碼寫(xiě)個(gè)十篇。最近在深圳舉辦多場(chǎng)石墨烯論壇，我的朋友反應給我說(shuō)還是在制備工藝及少部分尚未取代市售商品的應用技術(shù)上轉圈。羅馬不是一天造成的，我教各位怎么分辨講者講的內容是否是真的？只要問(wèn)二個(gè)問(wèn)題，第一，商品化了沒(méi)？第二，工業(yè)制程下的功能參數是多少？那很多文宣式的內容自然會(huì )不攻自破的。
這篇談到光電類(lèi)應用技術(shù)的飛秒激光器件。飛秒激光是人類(lèi)目前在實(shí)驗室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段。它在瞬間發(fā)出的巨大功率比全世界發(fā)電總功率還大?？茖W(xué)家預測飛秒激光將為下世紀新能源的產(chǎn)生發(fā)揮重要作用。飛秒激光是一種以脈沖形式運轉的激光，持續時(shí)間非常短，只有幾個(gè)飛秒，一飛秒就是 10秒e-15秒，也就是 1 秒的千萬(wàn)億分之一，它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍，是人類(lèi)目前在實(shí)驗條件下所能獲得的最短脈沖。這是飛秒激光的第一個(gè)特點(diǎn)。飛秒激光的第二個(gè)特點(diǎn)是具有非常高的瞬時(shí)功率，可達到百萬(wàn)億瓦，比目前全世界發(fā)電總功率還要多出百倍。飛秒激光的第三個(gè)特點(diǎn)是，它能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區域，使電磁場(chǎng)的強度比原子核對其周?chē)娮拥淖饔昧€要高數倍。在醫學(xué)領(lǐng)域中，飛秒激光可作為超精密外科手術(shù)刀，目前已經(jīng)成功地應用于眼科領(lǐng)域，在準分子激光治療近視眼中用于制作角膜板層瓣，以及其它角膜手術(shù)。
第一次聽(tīng)到飛秒激光是在 2013 年在泰州剛好聽(tīng)到他們發(fā)表石墨烯飛秒激光技術(shù)，但很可惜幾年后過(guò)去了，還是沒(méi)有看到產(chǎn)品上市。當時(shí)，這些新朋友就很誠實(shí)地說(shuō)目前還不成熟，基于某種原因必須發(fā)表信息。我想這真的跟臺灣的研究風(fēng)氣不一樣。各位如果還記得前篇提到熒光成像的部分，就是那位光電系葉教授提出希望進(jìn)行「飽和吸收」及「鎖模技術(shù)」這個(gè)研究。在光腔中有多個(gè)不同強度的脈沖（對于所有頻率的光，如果相位一致，那么那個(gè)脈沖光強是最強的；相反，如果各個(gè)頻率的光的相位不一致，那這個(gè)脈沖的光強就會(huì )弱的多），根據可飽和吸收體篩選脈沖的原理，對光強強的脈沖吸收少，對光強弱的脈沖吸收厲害，多次通過(guò)可飽和吸收體以后，只有光強強的脈沖被選擇出來(lái)了，也就是那些相位鎖定的脈沖被選擇出來(lái)了，剩下的那些相位不鎖定的小脈沖都被淘汰掉了。
不知道是自己運氣好一次找到對的石墨烯材料，還是因為愿意不斷嘗試與分享，我們一年研發(fā)成果的產(chǎn)出比幾個(gè)研究院加起來(lái)還要可觀(guān)。我自己觀(guān)察發(fā)現，原先我有五類(lèi)石墨烯材料，若加上可區分粉體及懸浮液兩種，再控制三種石墨烯片徑、橫向尺度 (包括量子點(diǎn))及是否官能基來(lái)計算，我家的石墨烯材料的排列組合已經(jīng)上百種，但同業(yè)才不過(guò)一二種。最近，又發(fā)現導電油墨及透明導電漿等二三級加工物也可以直接貢獻所能，你說(shuō)，我怎么會(huì )擔心后端應用技術(shù)無(wú)法突破，接下來(lái)兩篇就是延伸二級加工物對石墨烯應用技術(shù)的內容。
這篇談到導電類(lèi)應用技術(shù)的銅鋁合金電纜。復合金屬在志陽(yáng)科技現階段是除了碳纖維以外，還無(wú)法掌握的應用技術(shù)。我們研究了很多有關(guān)粉末冶金的知識，在先前復合金屬篇也已經(jīng)談到一些。但復合金屬畢竟不是復合高分子那么容易去控制晶體，我想我比較擔心的是某些金屬與碳材存在潤濕性問(wèn)題，及一般金屬結晶過(guò)程溫度偏高，石墨烯抗氧化溫度僅 650℃會(huì )受限制。不過(guò)，打從自潤軸承有了稍微滿(mǎn)意的結果后，我們倒是期待有機會(huì )繼續進(jìn)行鈦、鎂合金等研發(fā)工作。
去年 12月我第一次回老家合肥與某家合金電纜廠(chǎng)討論如何改善導電率的問(wèn)題，理論上銅的導電性較高，那為何還要使用鋁加入銅呢？很大因素在銅比較貴，而鋁是金屬里產(chǎn)量比較大的，再者，鋁的強度比較高可做于支撐功能。在滿(mǎn)足銅等電器性能的前提下，使用鋁合金電纜的重量是銅芯的一半，其截面是傳統銅芯電纜的 1.1~1.25 倍，價(jià)格比傳統銅芯低 15~30%。
先前做銅錫粉末時(shí)就知道銅對碳溶解度相對較小 (< 0.001%原子分數)，導致銅完全抑制碳的沉淀，無(wú)法輕易合成。而過(guò)去文獻顯示銅族金屬 (Cu、Ag、Au) 合成在觸媒顆粒大小、結構穩定性是主要因素，而碳的溶解度是次要因素。所以，我們退而求其次，先從表面改善導電率開(kāi)始，因為整個(gè)電纜屬于并聯(lián)系統。但我們也發(fā)現如果銅線(xiàn)直徑在微米級時(shí)，過(guò)去曾有人使用 CVD 制備石墨烯薄膜在電纜表面，效果不錯。但不能適用在本項目。
我們以前就知道透過(guò)石墨烯添加到高分子材料中改善導電材料的性能，在導體表面覆蓋石墨烯薄膜可以提高導電性，優(yōu)化對電場(chǎng)的均化效果，提高電纜產(chǎn)品的安全性和可靠性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在電纜表面形成一層抗氧化層，而石墨烯除了導電率高以外，還有它具備高的阻絕性更是加分。
這個(gè)應用技術(shù)的成功最像個(gè)無(wú)厘頭，本來(lái)是要比照鋁銅合金電纜做抗氧化層來(lái)增加導電性，結果意外找到石墨烯作為抗噪聲的功能。本來(lái)腸枯思竭找不到這篇寫(xiě)前言的靈感，剛好群友提到 IBM 花了 20 億美元投入石墨烯到現在還沒(méi)有具體成果，應該是技術(shù)難以突破吧。我認為這只是表面見(jiàn)到的現象，原因呢？或許是思維還是站在半導體的角度去看，又或許只有 CVD制程這個(gè)選項，但無(wú)法控制單晶的形成。當初愛(ài)迪生發(fā)明電燈時(shí)連碳纖維都用上了，雖然后來(lái)用鎢絲，但誰(shuí)知道幾十年以后碳纖維成為高附加價(jià)值的材料呢。
這篇談到導電類(lèi)應用技術(shù)的抗噪聲音頻訊號線(xiàn)。音頻訊號線(xiàn)有人稱(chēng)它為標準電平信號線(xiàn)，它是音源與擴大機之間的連接線(xiàn)，它的傳輸電平在 1V 左右，也是屏蔽型的傳輸線(xiàn)。音頻訊號線(xiàn)它的兩頭均為 RCA 同軸插頭（俗稱(chēng)蓮花插頭），所以被稱(chēng)作 RCA 訊號線(xiàn)。使用于目前市場(chǎng)上出售的 CD 機、VCD機、DVD機、LD機、卡座、調諧器等音源設備，與 HI - FI 發(fā)燒擴大機、AV 擴大機等音頻處理/放大設備的連接。這種線(xiàn)使用廣泛，屬不平衡傳輸類(lèi)型，具有一定的抗干能力。音頻信號線(xiàn)是由導線(xiàn)和插頭兩項基本部分組成，一般最常用的訊號線(xiàn)是同軸結構，就是我們所稱(chēng)的非平衡訊號線(xiàn)，最中間是線(xiàn)芯，然后是一層絕緣體，絕緣體外圍會(huì )有一層碳物質(zhì)導電體，這看起來(lái)黑黑好象橡膠一樣的物質(zhì)是會(huì )導電的，主要是減低電流通過(guò)的噪音；再來(lái)就是一層由銅芯或是類(lèi)似的線(xiàn)芯編織而成的屏蔽網(wǎng)，這屏蔽網(wǎng)就是俗稱(chēng)的地線(xiàn)，焊接在接地點(diǎn)后會(huì )讓同軸線(xiàn)完成一個(gè)回路，然后就是線(xiàn)最外層的 PVC 外皮了，有一些線(xiàn)材為了增強抗噪能力，會(huì )再加一層編織隔離網(wǎng)，不過(guò)要留意的是多數的隔離網(wǎng)都是裝飾用，并不具抗RFI/EFI射頻的功能。
從學(xué)理來(lái)看，信號走在路徑上因為阻抗的變化所產(chǎn)生的反射能量亦隨著(zhù)變化，阻抗越大，所產(chǎn)生的反射能量也越大，而噪聲強度亦隨著(zhù)反射能量的變化而隨著(zhù)成正比關(guān)系變化。而噪聲系以單端信號路徑的型態(tài)，其回流必須走在其最近距離的連續金屬平面上，該金屬平面 (又稱(chēng)信號傳輸線(xiàn)的參考面)的回流路徑就像信號傳輸線(xiàn) (Signal Trace)照鏡子一樣，其形狀及路徑就像鏡射影像一樣，映照在最近距離的金屬參考面上，回返電流信號就走在參考面裡，路徑所構成的面積越大則所形成的回流面積也越大。此回路面積在高頻的時(shí)候極容易受到高頻耦合效應而造成耦合輻射噪聲產(chǎn)生。bingo，以前教過(guò)各位要解決高頻問(wèn)題就是從提高電導率做起，不是又驗證石墨烯在導電的強項嗎？
這個(gè)試驗在1月間在深圳某家音響線(xiàn)廠(chǎng)進(jìn)行，我的同事在哪里忙了三天也當場(chǎng)經(jīng)過(guò)儀器測試才告知我這個(gè)好消息，而我們是希望導電油墨整個(gè)取代金屬隔離網(wǎng)。線(xiàn)材的主要目的是傳輸信號，所追求的終極目標應是將信號真實(shí)完整無(wú)缺地傳輸，不因線(xiàn)材本身材質(zhì)和結構造成信號損耗或出現失真引致聲染色。而金屬隔離網(wǎng)就是要隔絕電磁波的干擾。芯線(xiàn)越多就越粗直徑就越大，例如﹕10mm 的隔離網(wǎng)，芯線(xiàn)交叉就可能達 22 線(xiàn)以上。另一方面，網(wǎng)的密度越高，隔離的頻率越高。
有人把石墨烯當作神奇材料，認為應該去發(fā)展更高附加價(jià)值的應用技術(shù)，那是還站在每公克 2000元的思維。對我來(lái)說(shuō)，石墨烯只不過(guò)是一種特殊的碳材，我希望看到的還是能普及到任何領(lǐng)域去。我的同事告訴我，依中國對產(chǎn)業(yè)的分類(lèi)有十三種，石墨烯能夠應用的領(lǐng)域就已經(jīng)占了十二種，我更正了他的講法說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)也需要用到石墨烯，所以，石墨烯將會(huì )在我們的周遭無(wú)所不在。越了解石墨烯就越想盡快把它獨特的優(yōu)點(diǎn)展現出來(lái)，當然，最簡(jiǎn)單的方式就是以現有市面領(lǐng)先產(chǎn)品做標竿，只要性?xún)r(jià)比有優(yōu)勢，消費者自然會(huì )買(mǎi)單。
這篇談到導電類(lèi)應用技術(shù)的聚丁烯樹(shù)脂導電膏。Ideal Noalox導電膏是前篇安徽鋁銅合金電纜廠(chǎng)提出的需求，過(guò)去他們都是采購原廠(chǎng)的導電膏，作為接頭與電纜間的介質(zhì)。這款導電膏的成分包括聚丁烯樹(shù)脂，還加入二氧化硅及鋅粉做為導電網(wǎng)絡(luò )用途。聚丁烯是一種粘性、不干性液體材料，屬低聚物（平均分子量在200-3000）通常不單獨使用，這里作為電器絕緣油。
很多人驚訝我能在這么短的時(shí)間內完成這么多的研究，即便是資金短絀也是央請朋友幫忙先繼續進(jìn)行，我總覺(jué)得欠大家一份情。昨晚跟某位群友說(shuō)明志陽(yáng)科技建置石墨烯平臺的概念，他很感慨中國進(jìn)行科研的短視現象，我們倒希望先從自己做起，不為專(zhuān)利及論文做些「偽科學(xué)」，盡量以實(shí)現有用的研發(fā)成果才能對人類(lèi)社會(huì )有所貢獻。這次提前要做超級電容是被 Zap & Go 逼上梁山的，明明還在概念階段就說(shuō)今年要上市，明知是個(gè)幌子，身為中國人怎么讓他們取得先機。
這篇談到能源類(lèi)應用技術(shù)的超級電容行動(dòng)電源。據 Zap & Go 在 Indiegogo 網(wǎng)站上集資的行動(dòng)電源，雖然只有 1,500mAh 的容量，但因為采用石墨烯為制作原料，因此只要短短五分鐘就能把行動(dòng)電源充飽，然后能再次使用。請注意，是這個(gè)行動(dòng)電源充電時(shí)間，不是把放電到你的手機五分鐘。搞笑，傳統鋰電池行動(dòng)電源不行，那只好用超級電容了。但吊詭的是傳統行動(dòng)電容也比這個(gè)充電時(shí)間短，所以可以看出來(lái)是在操作「石墨烯」概念而已。但我還是要感謝他們，一則他們引起全球對石墨烯的目光，一則加速了我們提前布局石墨烯超級電容的腳步。
事實(shí)上，石墨烯微片應用于超級電容的效果比石墨微片還要差，原因在石墨烯邊緣的附著(zhù)力大于石墨烯表面，表面的大 p 鍵是飽和的，不利于吸附。但改性石墨烯透過(guò)將連接石墨烯上碳原子的連續單體制造缺陷，使缺陷處出現不飽和吸附力大增，再者，加大石墨烯片的間距，有利于電解液浸潤。
以 1500 mAh 充電 5 分鐘、輸出 2.5V、0.1A 來(lái)計算，依公式 I*rt／rV，所以C = 12法拉 (外面動(dòng)輒 5000 法拉產(chǎn)品用在公交車(chē)上面)，難度不高。我們內部討論一舉提高到 2500 mAh，這樣誠意總夠了吧。過(guò)去臺灣曾以石墨烯與 SCNT 復材制備超級電容電極，搭配有機電解液獲得 201 F/g 比電容量，能量／功率密度分別為 62.8／58.5 KW／kg﹔若進(jìn)一步搭配具有高分解電壓的離子溶液 (4V)，比電容量增加到 280 F/g，能量／功率密度達到 155.6／263.2 KW／kg。我目前就是與該課題組合作開(kāi)發(fā)的。初步訂定規格為﹕
行動(dòng)電源 (5v／2500 mAh) 以有機系鋰離子超級電容技術(shù)機會(huì )較大。
1).操作電壓﹕1.5~5 V
2).比電容量﹕100 F/g
3).電極片能量密度﹕42.5 Wh/Kg
4).電極片功率密度﹕5 KW/Kg
5).循環(huán)壽命﹕1000 cycles，97.6%
我們也評估會(huì )遇到這幾個(gè)問(wèn)題，包括﹕
1).超級電容電壓會(huì )隨放電而下降，假設應用于行動(dòng)電源上，而不外加變壓系統，實(shí)際可充電的電壓范圍為 (3.8~5 V)。
2).添加變壓系統，則要考慮轉換效率問(wèn)題。
3).串聯(lián)情況下，Ctotal = Cell／電容數量，因此在 5V 的情況下，還要將整體電量乘 5 倍，方能符合實(shí)際可放電量。
4).串聯(lián)情況通常降低額定電壓，以便降低電壓不平衡對系統壽命的影響 (EX: 額定電壓*0.95)。
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