Produktdetails
Shenzhen Turing New Materials Co., Ltd. (abgekürzt: Turing New Materials) befindet sich im Bezirk Bao'an, Shenzhen, mit einem eingetragenen Kapital von 31 Millionen Yuan. Das Unternehmen wurde von Herrn Zhao Ping, einem Gewinner des Nationalen Zweiten Preises für wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt, und Professor Chen Hua, einem bekannten chinesischen Experten für einlagiges Graphenoxid, initiiert. Es ist ein führendes Unternehmen im Bereich einlagiges Graphenoxid, das Forschung und Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Anwendungsentwicklung von Graphen integriert. Es gehört in Bezug auf technisches Niveau und Markenbekanntheit zu den Top-Unternehmen der Branche. Es wurde nacheinander als "High-Tech-Unternehmen", eine Talenteinheit des "Double Hundred Plan" von Shenzhen und ein "Pilot-Innovationsunternehmen" in Shenzhen anerkannt. Es hat die ISO9001-Zertifizierung für Qualitätsmanagementsysteme bestanden und ist eine Direktionseinheit der Graphene Industry Technology Innovation Strategic Alliance, eine Direktionseinheit der Guangdong Graphene Industry Technology Promotion Association und eine stellvertretende Vorsitzende der Shenzhen New Materials Association.
Turing New Materials hält die Kerntechnologien in der Graphenproduktion und -anwendung fest und ist ein Unternehmen, das sich mit der Herstellung von Graphenpulver unter Verwendung des physikalischen Verfahrens befasst. Alle Graphenprodukte des Unternehmens verfügen über unabhängige geistige Eigentumsrechte. Es hat über 40 Graphen-Erfindungspatente angemeldet und 21 nationale Erfindungspatentgenehmigungen, 2 Gebrauchsmusterpatente und zwei eingetragene Marken erhalten.
Das Unternehmen hat eine Menge Pionierarbeit in der Graphenindustrie geleistet. Das Team des Unternehmens startete 2006 ein kommerzielles F&E-Projekt für Graphen. Das Team des Graphen-Kommerzialisierungsprojekts veröffentlichte 2009 Chinas Graphenprodukte und Graphen-Unternehmensstandards und beteiligt sich nun aktiv an der Ausarbeitung von Industrie- und nationalen Standards für Graphen. Im Jahr 2010 wurde Turings Preis für Graphen von 5.000 Yuan pro Gramm als "Graphen ist 15-mal teurer als Gold" bezeichnet. Im Jahr 2015 erzielte Turing Technology einen technologischen Durchbruch und senkte den Preis für Graphenpulver auf weniger als 1 Yuan pro Gramm. Außerdem baute es Chinas erste Graphenpulverproduktionslinie mit einer Jahreskapazität von 5.000 Tonnen und löste damit das Industrieproblem der hohen Produktionskosten von Graphen. Das von Turing Technology unabhängig entwickelte physikalische Verfahren zur Graphenproduktion löst die Probleme von Abfallsäure und Abwasser in der Graphenproduktion und realisiert eine saubere Produktion. Bis heute hat Turing Technology die sechste Generation der Technologie zur Herstellung von Graphenpulver entwickelt, wodurch eine umweltfreundliche, kostengünstige und großtechnische Massenproduktion von hochwertigem Graphen erreicht wird.
Graphen kann in vielen Bereichen wie neue Energiebatterien, Schiffstechnik, Verbundwerkstoffe, wärmeleitende Materialien, Superkondensatoren, Meerwasserentsalzung und Biomedizin weit verbreitet eingesetzt werden. Im Jahr 2014 schlug das Unternehmen innovativ das Konzept "Graphen+" vor und führte Graphen in Anwendungsbereiche wie neue Energie, Hochleistungsverbundwerkstoffe und Beschichtungen ein, wodurch eine neue Situation für Graphenanwendungen eröffnet wurde. Es hat jetzt Graphen-Leitmittel für Lithiumbatterien, Graphenprodukte für Gummi und Kunststoffe sowie Graphenprodukte für Korrosionsschutzbeschichtungen auf den Markt gebracht. Die Graphen-Leitmittel der Turing Company für Lithiumbatterien wurden erfolgreich in viele inländische Unternehmen für Batterien für neue Energiefahrzeuge eingeführt, und Graphen hält Einzug in unser Leben.
Turing New Materials hält an dem Unternehmensgeist "Unbegrenzte Innovation, Streben nach Perfektion" fest und schreibt ein neues Kapitel in der innovativen Anwendung von Graphen.
Graphenoxid ist ein Oxid von Graphen mit einer bräunlich-gelben Farbe. Auf dem Markt erhältliche Produkte sind Pulver-, Flocken- und Lösungsformen. Nach der Oxidation erhöht sich die Anzahl der sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen, wodurch seine Eigenschaften aktiver werden als die von Graphen. Seine eigenen Eigenschaften können durch verschiedene Reaktionen mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen verbessert werden.
Graphenoxidblätter sind Produkte, die durch chemische Oxidation und Exfoliation von Graphitpulver erhalten werden. Graphenoxid besteht aus einer einzigen atomaren Schicht, die jederzeit auf mehrere Mikrometer in lateraler Größe ausgedehnt werden kann. Daher überspannt seine Struktur die typischen Skalen der allgemeinen Chemie und Materialwissenschaft. Graphenoxid kann als eine unkonventionelle Art von Weichmaterial betrachtet werden, das die Eigenschaften von Polymeren, Kolloiden, Filmen und amphiphilen Molekülen besitzt. Graphenoxid gilt aufgrund seiner hervorragenden Dispergierbarkeit in Wasser seit langem als hydrophile Substanz. Relevante experimentelle Ergebnisse zeigen jedoch, dass Graphenoxid tatsächlich amphiphil ist, mit einer Eigenschaftsverteilung von hydrophil bis hydrophob vom Rand zur Mitte des Graphenblatts. Somit kann Graphenoxid an Grenzflächen wie Tensiden existieren und die Energie zwischen Grenzflächen reduzieren. Seine Hydrophilie ist weithin anerkannt.
Nach der Oxidationsbehandlung behält Graphitoxid immer noch die Schichtstruktur von Graphit bei, aber viele sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen werden auf jede Graphenschicht in den Schichten eingeführt. Die Einführung dieser sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen macht die Struktur einer einzelnen Graphenschicht sehr komplex. Angesichts der Position von Graphenoxid im Bereich der Graphenmaterialien haben viele Wissenschaftler versucht, eine detaillierte und genaue Beschreibung der Struktur von Graphenoxid zu liefern, um die weitere Forschung an Graphenmaterialien zu erleichtern. Obwohl Methoden wie Computersimulation, Raman-Spektroskopie und Kernspinresonanz zur Analyse seiner Struktur verwendet wurden, wurde die genaue Struktur von Graphenoxid aus verschiedenen Gründen noch nicht bestimmt (unterschiedliche Herstellungsverfahren, Unterschiede in den experimentellen Bedingungen und unterschiedliche Graphitquellen haben alle gewisse Auswirkungen auf die Struktur von Graphenoxid). Das allgemein akzeptierte Strukturmodell besagt, dass Hydroxyl- und Epoxygruppen zufällig auf dem Graphenoxidblatt verteilt sind, während Carboxyl- und Carbonylgruppen an den Rändern des Blatts eingeführt werden. Jüngste theoretische Analysen haben gezeigt, dass die Oberflächenfunktionsgruppen von Graphenoxid nicht zufällig verteilt sind, sondern einen hohen Korrelationsgrad aufweisen.
Handwerkskunst
Graphenoxid wird im Allgemeinen durch Oxidation von Graphit mit starken Säuren erhalten. Es gibt drei Hauptverfahren zur Herstellung von Graphitoxid: das Brodie-Verfahren, das Staudenmaier-Verfahren und das Hummers-Verfahren. Unter diesen ist das Hummers-Verfahren derzeit das am häufigsten verwendete, da es im Herstellungsprozess eine relativ bessere Aktualität und eine höhere Sicherheit aufweist. Es beinhaltet eine Oxidationsreaktion zwischen Kaliumpermanganat in konzentrierter Schwefelsäure und Graphitpulver, was zu braunen Graphitflocken mit abgeleiteten Carbonsäuregruppen an den Rändern und hauptsächlich phenolischen Hydroxyl- und Epoxygruppen auf der Ebene führt. Diese Graphitflockenschichten können durch Ultraschallbehandlung oder starkes Rühren mit hohem Schergefälle in Graphenoxid exfoliert werden, wodurch eine stabile, hellbraun-gelbe einlagige Graphenoxidsuspension in Wasser entsteht. Aufgrund der starken Funktionalisierung des konjugierten Netzwerks weisen Graphenoxidflocken isolierende Eigenschaften auf. Sie können durch Reduktionsbehandlung teilweise reduziert werden, um chemisch modifizierte Graphenflocken zu erhalten. Obwohl das endgültige Graphenprodukt oder reduzierte Graphenoxid viele Defekte aufweist, was zu einer geringeren Leitfähigkeit im Vergleich zu reinem Graphen führt, kann dieser Oxidations-Exfoliations-Reduktionsprozess Graphitpulver, das unlöslich ist, effektiv in Wasser verarbeitbar machen und eine Möglichkeit zur Herstellung von reduziertem Graphenoxid bieten. Darüber hinaus ist das oben genannte Verfahren aufgrund seines einfachen Prozesses und seiner Lösungsverarbeitbarkeit in industriellen Prozessen, die die Massenproduktion berücksichtigen, zu einem sehr attraktiven Verfahren zur Herstellung von Graphen-bezogenen Materialien und Komponenten geworden.
Bis heute sind immer wieder neue Verfahren zur Herstellung von Graphenoxid entstanden, die grob in zwei Kategorien unterteilt werden können: Top-Down-Verfahren und Bottom-Up-Verfahren. Der erstere Ansatz beinhaltet das Spalten von Flockengraphit und anderen Materialien zur Herstellung von Graphenoxid, dargestellt durch verbesserte Versionen der traditionellen drei Verfahren, und umfasst auch Verfahren wie das Spalten (Brechen) von Kohlenstoffnanoröhren. Letzteres bezieht sich auf Verfahren zur Synthese unter Verwendung verschiedener Kohlenstoffquellen, wobei die spezifischen Verfahren vielfältig und zahlreich sind.
Anwendung
Der Anwendungsbereich der Materialien ist sehr breit. Graphenoxid ist eine neue Art von Kohlenstoffmaterial mit hervorragenden Eigenschaften, das sich durch eine hohe spezifische Oberfläche und reichlich vorhandene Oberflächenfunktionsgruppen auszeichnet. Graphenoxid-Verbundwerkstoffe, einschließlich Polymer-basierter Verbundwerkstoffe und anorganischer Verbundwerkstoffe, haben noch breitere Anwendungsbereiche. Daher ist die Oberflächenmodifizierung von Graphenoxid zu einem weiteren Forschungsschwerpunkt geworden.
Das Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, stellte fest, dass die Anwendung von Graphenoxid in der PCR-Technologie die Spezifität, Empfindlichkeit und den Amplifikationsertrag der PCR signifikant verbessern kann. Es kann auch Primerdimere eliminieren, die während der Amplifikation gebildet werden, mit einem breiten Optimierungsbereich und kann auf DNA-Vorlagen verschiedener Konzentrationen und Komplexitäten angewendet werden. Im Vergleich zu anderen Kohlenstoffnanomaterialien, die in der PCR-Technologie verwendet wurden, hat Graphenoxid einen hervorragenderen Gesamteffekt auf die PCR-Optimierung.
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