高純度、沈殿物フリー、研究グレードの単層グラフェンオキシド水溶液

製品詳細

深センチューリングエボリューションテクノロジー株式会社 会社概要                                             大学顧客グループ

深センチューリングエボリューションテクノロジー株式会社（略称：チューリングテクノロジー）は、深セン市宝安区に位置し、登録資本金は3100万元です。同社は、国家科学技術進歩二等賞受賞者の趙平氏と、中国の著名なグラフェン専門家である陳華教授によって設立されました。グラフェンの研究開発、生産、販売、応用開発を統合した国内有数のグラフェン企業であり、技術レベルとブランド認知度において業界トップクラスです。「国家ハイテク企業」、「深センの「ダブルハンドレッドプラン」のタレントユニット」、「深センイノベーションパイロット企業」として認められています。ISO9001品質システム認証を取得しており、中国グラフェン産業技術イノベーション戦略アライアンスの理事ユニット、広東グラフェン産業技術振興協会の理事ユニット、深セン新材料協会の副会長ユニットです。

深センチューリングテクノロジーは、グラフェン生産と応用のコア技術をしっかりと把握しており、中国における物理的方法を用いたグラフェン粉末の生産における先駆的企業であり、リーディングカンパニーです。同社のグラフェン製品はすべて独自の知的財産権を有しています。40件以上のグラフェン発明特許を申請し、21件の国家発明特許、2件の実用新案特許、2件の登録商標を取得しています。

同社はグラフェン業界で多くの先駆的な取り組みを行ってきました。同社のチームは2006年にグラフェン商用研究開発プロジェクトを開始し、グラフェン商用化プロジェクトを最初に開始したチームの一つです。2009年には、中国初のグラフェン製品と中国初のグラフェン企業基準を発表し、現在、グラフェンの産業基準と国家基準の策定に積極的に参加しています。2010年、チューリング社がグラフェンを1グラムあたり5,000元で価格設定したことは、「グラフェンは金よりも15倍高い」と評されました。2015年、チューリングテクノロジーは技術的ブレークスルーを達成し、グラフェン粉末の価格を1グラムあたり1元未満に引き下げ、年間5,000トンの生産能力を持つ国内初のグラフェン粉末生産ラインを建設し、グラフェンの高い生産コストという業界全体の課題を解決しました。チューリングテクノロジーが独自に開発したグラフェン製造の物理的方法は、グラフェン生産における廃酸と廃水の問題を解決し、クリーンな生産を実現しました。現在まで、チューリングテクノロジーはグラフェン粉末を製造する第6世代技術を開発し、環境に優しく、低コストで、高品質のグラフェンの大規模量産を実現しています。

グラフェンは、新エネルギー電池、海洋工学、複合材料、熱伝導材料、スーパーキャパシタ、海水淡水化、バイオメディカルなど、数多くの分野で広く応用できます。2014年、同社は革新的に「グラフェン+」コンセプトを提唱し、新エネルギー、高性能複合材料、コーティングなどの応用分野にグラフェンを導入し、グラフェン応用の新たな段階を切り開きました。現在、リチウム電池専用のグラフェン導電剤、ゴム・プラスチック用グラフェン製品、防食コーティング用グラフェン製品を発売しています。チューリング社のリチウム電池用グラフェン導電剤は、多くの国内新エネルギー自動車電池企業に導入されており、グラフェンは私たちの生活に浸透しつつあります。

チューリングテクノロジーは、「無限のイノベーション、完璧を追求」という企業精神を堅持し、グラフェンの革新的な応用の新たな章を創造しています。

グラフェンオキシドはグラフェンの酸化物であり、褐色がかった黄色をしています。市場に出回っている一般的な製品は、粉末、フレーク、溶液の形態です。酸化後、酸素含有官能基の数が増加し、その特性はグラフェンよりも活性化されます。その特性は、酸素含有官能基との様々な反応を通じて改善できます。グラフェンオキシドシートは、黒鉛粉末を化学的に酸化および剥離した後の製品です。グラフェンオキシドは単原子層であり、横方向に数十マイクロメートルまで拡張できます。したがって、その構造は、一般的な化学と材料科学の典型的なスケールにまたがっています。グラフェンオキシドは、ポリマー、コロイド、フィルム、両親媒性分子の特性を持つ、型破りな種類のソフトマテリアルと見なすことができます。グラフェンオキシドは、水への優れた分散性から、長い間親水性物質と見なされてきました。しかし、関連する実験結果は、グラフェンオキシドが実際には両親媒性であり、グラフェンシートの中心から端に向かって親水性から疎水性までの特性分布を持つことを示しています。したがって、グラフェンオキシドは界面活性剤のように界面に存在し、界面間のエネルギーを低減できます。その親水性は広く認識されています。

酸化処理後、酸化グラファイトは黒鉛の層状構造を維持しますが、多くの酸素含有官能基が各グラフェンシートの層に導入されます。これらの酸素含有官能基の導入により、単一のグラフェンシートの構造は非常に複雑になります。グラフェン材料分野におけるグラフェンオキシドの位置を考えると、多くの科学者がグラフェン材料に関するさらなる研究を容易にするために、グラフェンオキシドの構造の詳細で正確な説明を提供しようと試みてきました。コンピュータシミュレーション、ラマン分光法、核磁気共鳴などの方法がその構造の分析に使用されてきましたが、様々な理由（異なる調製方法、実験条件の違い、異なる黒鉛源がすべてグラフェンオキシドの構造に一定の影響を与える）により、グラフェンオキシドの正確な構造はまだ決定されていません。一般的に受け入れられている構造モデルは、ヒドロキシル基とエポキシ基がグラフェンオキシドシートにランダムに分布し、カルボキシル基とカルボニル基がシートの端に導入されるというものです。最近の理論分析では、グラフェンオキシドの表面官能基はランダムに分布しているのではなく、高い相関関係を持っていることが示されています。

職人技

グラフェンオキシドは、一般的に強酸で黒鉛を酸化することによって得られます。黒鉛酸化物を調製する主な方法は3つあります。Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法です。その中で、Hummers法は調製プロセスにおいて比較的タイムリーであり、調製中の安全性も高いため、現在最も一般的に使用されている方法です。過マンガン酸カリウムを濃硫酸中で使用して黒鉛粉末と反応させ、酸化させ、エッジにカルボン酸基が誘導され、主にフェノール性ヒドロキシル基とエポキシ基が平面に存在する褐色の黒鉛フレークを生成します。これらの黒鉛フレーク層は、超音波処理または高せん断力による激しい撹拌によってグラフェンオキシドに剥離され、水中に単層グラフェンオキシドの安定した薄茶色の黄色い懸濁液を形成します。共役ネットワークの激しい官能基化により、グラフェンオキシドフレークは絶縁特性を持っています。部分的な還元は、還元処理によって化学修飾されたグラフェンフレークを得ることによって達成できます。最終的なグラフェン製品または還元グラフェンオキシドには多くの欠陥があり、元のグラフェンよりも導電性が低いものの、この酸化-剥離-還元プロセスは、不溶性黒鉛粉末を水中で効果的に処理可能にし、還元グラフェンオキシドを製造する方法を提供できます。さらに、そのシンプルなプロセスと溶液処理性により、大量生産を考慮した工業プロセスにおいて、上記のプロセスはグラフェン関連材料およびコンポーネントの製造にとって非常に魅力的なプロセスとなっています。今日まで、グラフェンオキシドを調製するための新しい方法が次々と登場しており、一般的にトップダウン法とボトムアップ法の2つのカテゴリに分類されます。前者は、フレーク状黒鉛やその他の材料を分割してグラフェンオキシドを調製する方法で、従来の3つの方法の改良版によって代表され、カーボンナノチューブの分割（破壊）などの方法も含まれます。後者は、様々な炭素源を使用した合成方法を指し、多種多様な特定の方法があります。

応用

この材料は幅広い用途があります。グラフェンオキシドは、高比表面積と豊富な表面官能基を特徴とする、優れた性能を持つ新しいタイプの炭素材料です。ポリマーベースの複合材料や無機複合材料を含むグラフェンオキシド複合材料は、さらに幅広い応用分野を持っています。したがって、グラフェンオキシドの表面修飾は、別の研究焦点となっています。中国科学院上海応用物理研究所は、PCR技術にグラフェンオキシドを適用すると、PCRの特異性、感度、増幅収率を大幅に向上させることができることを発見しました。また、増幅中に形成されるプライマーダイマーを除去することもでき、幅広い最適化範囲を持ち、様々な濃度と複雑さのDNAテンプレートに広く適用できます。PCR技術ですでに使用されている他の炭素ナノ材料と比較して、グラフェンオキシドはPCR最適化に対してより優れた総合的な効果を持っています。

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