石墨烯、纳米银线等触控新材料崛起：应用分析

有1n～2nm。

　　该方法的最大特点是，"通过控制反应条件，可在约10％的范围内制作所需的直径"（产业技术综合研究所纳米管应用研究中心流动气相成长CNT小组研究组长斋藤毅）。

　　单层CNT的结晶缺陷少有助于载流子迁移率、发光效率和机械强度等都实现高水平。直径可选意味着如果单层CNT是半导体型，可以选择带隙尺寸。因此，利用eDIPS法合成的单层CNT适合用作半导体材料。

　　可以全部分离的技术亮相

　　最近开发出了基本不使用电力就能分离手性各异的单层CNT的方法。那就是"柱分离法"，该方法是产业技术综合研究所纳米系统研究部门首席研究员片浦弘道的研究小组开发的。据片浦介绍，"量产时的成本可降至密度梯度超离心分离法的1/100"。

　　该方法是向加入了医疗领域用于蛋白质分离等的多孔质凝胶的柱体，浇注含手性各异的单层CNT的溶液。这样一来，溶液中最容易与凝胶吸附的CNT就留在了凝胶中，而其他成分被排出。

　　然后，让排出的溶液再次通过凝胶，剩余的CNT中最容易吸附凝胶的CNT又留在凝胶中，其余被排出。

　　通过重复这个过程，单层CNT基本可以根据手性的不同全部分离。另外最近，即使手性相同，还可以根据右旋还是左旋等差异进行分离。

　　目前的课题是，凝胶价格非常高。不过，"凝胶的原料比较便宜，因此量产的话就能降低单价"（片浦）。

　　"玉石混杂"的情况将结束

　　很多CNT碳元件的研究人员都对柱分离法表现出了强烈的兴趣。这是因为，以前一直利用半导体型与金属型混合这种"玉石混杂"的材料制造元件，而现在突然可以利用具备特定带隙的CNT了。有望实现性能非常高或者全新的元件。

　　顺便一提，关于半导体型和金属型的分离，NEC等也开发出了只使用很少电力的技术（图2（d））。特点是，CNT分散剂采用不会对晶体管等造成影响的非离子性表面活性剂；而且直径稍大、带隙较小的单层CNT可以分离成半导体型和金属型。

　　四、石墨烯制法新突破：将得到广泛应用

　　石墨烯是世界上最薄、导热性最高、导电性最好、柔软并透明、化学稳定性最强、最坚韧的材料将在手机显示屏、电池、传感器、元器件等方面给手机产业带来革命性应用。

　　它是一个只有原子厚的碳片，它类似于铅笔芯的材料─石墨，同时它也是地球上已知的最薄、但却比钢还要坚固200倍的新型材料。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯具有与铜相当的导电效率，又有优于其他材料的导热性能。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光；导热系数高达5300W/m？K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；第二：石墨烯是世界上导电性最好的材料。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

　　而今年，两位俄裔英籍科学家将石墨烯成功从石墨中分离。如果说20世纪是硅的世纪，神奇的石墨烯则是21世纪新材料的宠儿。

　　去年，来自国外的部分研究机构发现，石墨烯这种材料拥有难以置信的光吸收能力，并且还能把吸收的光波迅速转化为波长更短、频率更高的激光，持续时间为几飞秒。科学家们表示，利用这个新发现，未来他们可以发明更耐高温的激光发射武器（石墨烯超耐高温）。当然，这个发现目前仅存在于实验室，如果科学家们建立出实体模型，将能够增加激光发射器的使用寿命和发射功率。

　　不仅是在国外，中国在发展石墨烯激光器的道路上同样取得令人瞩目的进展。

　　日前，泰州巨纳新能源有限公司研制的商用石墨烯飞秒光纤激光器（Fiphene）问世，这也是全球首台商用石墨烯飞秒光纤激光器。同时，该激光器还创造了脉冲宽度最短（105fs）和峰值功率最高（70kW）两项石墨烯飞秒光纤激光器世界纪录。

　　该产品被命名为Fiphene，取Fiber（光纤）和Graphene（石墨烯）两个词的组合。泰州巨纳新能源有限公司计划以Fiphene为平台，推出更多石墨烯光纤激光器产品，将石墨烯的应用发展向前推进。

飞秒光纤激光器的应用领域非常广阔，包括激光成像、全息光谱及超快光子学等科研应用，以及激光材料精细加工、激光医疗（如眼科手术）、激光雷达等领域。传统的飞秒光纤激光器核心器件——半导体饱和吸收镜