一座鋼鐵廠每年產(chǎn)生45萬噸煤焦油瀝青(coal tar pitch)，就在日前，這種副產(chǎn)物已經(jīng)化身為強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)性好的“超級(jí)材料”——石墨烯，從而制造電子元件，這種方法備受業(yè)界矚目。僅用1噸數(shù)十萬韓元的資源，就可以合成高附加值材料，這種新技術(shù)不僅可以利用副產(chǎn)物開拓新市場(chǎng)，也堪稱一項(xiàng)環(huán)保型技術(shù)。

一座鋼鐵廠每年產(chǎn)生45萬噸煤焦油瀝青(coal tar pitch)，就在日前，這種副產(chǎn)物已經(jīng)化身為強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)性好的“夢(mèng)之材料”——石墨烯，從而制造電子元件，這種方法備受業(yè)界矚目。僅用1噸數(shù)十萬韓元的資源，就可以合成高附加值材料，這種新技術(shù)不僅可以利用副產(chǎn)物開拓新市場(chǎng)，也堪稱一項(xiàng)環(huán)保型技術(shù)。

韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)(POSTECH)新材料工程系李泰宇(音譯)教授團(tuán)隊(duì)本月12日對(duì)外發(fā)布稱，將煉鐵過程產(chǎn)生的煤焦油瀝青作為原料，開發(fā)出一項(xiàng)可以直接合成電子元件基板上石墨烯的工藝。

該項(xiàng)研究成果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊。

該項(xiàng)技術(shù)可以在電子元件基板上指定的部位形成大片石墨烯，實(shí)現(xiàn)大面積、大批量、最優(yōu)化生產(chǎn)，同時(shí)利用鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，因而兼具環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

石墨烯合成方法中最為普遍使用的就是化學(xué)氣相沉積法，不僅使用了易爆氣體，而且在大量生產(chǎn)石墨烯的工藝較為復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中，石墨烯容易出現(xiàn)破損，質(zhì)量較低。

研究小組為了改善這一方法，選擇了安全性高、爆炸性低的固態(tài)煤焦油瀝青，這種價(jià)格低廉的原料作為合成石墨烯的碳素原料已經(jīng)備受關(guān)注。盡管目前已經(jīng)采用煤焦油瀝青合成其他碳素物質(zhì)，但尚無利用煤焦油瀝青制造石墨烯薄膜的先例。

研究小組通過溶液工藝合成煤焦油瀝青薄膜，模塊化的石墨烯直接合成在電子元件基板上。

煤焦油瀝青每噸的交易價(jià)格約為40萬韓元，在4英寸基板上合成石墨烯所需的煤焦油瀝青量?jī)H為1g，鑒于同等大小的石墨烯在市面上銷售價(jià)格在10萬韓元以上，有望產(chǎn)生巨大的高附加值。

研究小組認(rèn)為，該工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)低價(jià)批量生產(chǎn)，在電子元件上也不會(huì)形成質(zhì)量低下的石墨烯。

值得一提的是，該技術(shù)在石墨烯相關(guān)的納米電子工程學(xué)領(lǐng)域還可以確保世界領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)力，通過與韓國(guó)國(guó)內(nèi)技術(shù)相結(jié)合，有望產(chǎn)生可觀的協(xié)同效應(yīng)。

李泰宇(音譯)教授解釋稱，利用低廉的固態(tài)廢棄物替代爆炸性氣體原料，在電子元件上形成大面積石墨烯，這種簡(jiǎn)便的方法在產(chǎn)業(yè)界備受關(guān)注，截止2025年每年有望產(chǎn)生20萬億韓元的效益，有助于石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

另一方面，該研究得到了韓國(guó)未來創(chuàng)造科學(xué)部推進(jìn)的“納米基礎(chǔ)軟電子研究團(tuán)隊(duì)”和浦項(xiàng)制鐵的大力支持。