博世零碳氢运示范项目正式启动

博世图5：掺杂和未掺杂的PbSe纳米晶固体的Seebeck常数(a)和电导(b)的温度依赖关系。

第一步，零碳使用尽量高的生长温度，零碳低的甲烷气体分压进行生长，得到较低成核密度，然后提高第二步生长的甲烷气体分压，进而提高生长速度，得到大晶畴尺寸的石墨烯薄膜。氢运启动衬底的选择对于石墨烯的生长来说尤其重要。

图5.金属-C相图与石墨烯在金属表面生长机制示意图反之，示范当使用低溶碳量的金属（代表金属为Cu）时，示范高温裂解产生的碳原子仅能吸附在金属表面，进而在表面迁移，成核并生长得到石墨烯薄膜。图3.石墨烯在金属表面的生长示意图在制备高质量石墨烯的过程中，项目往往需要引入氢气来促进碳源裂解，提高石墨烯的均匀性和质量。目前为止无胶转移的方法主要是基于静电力或有效控制转移过程中的扰动和表面张力，正式进而提高转移后的石墨烯的完整度。

由于碳析出量很大程度上取决于溶解的碳浓度和降温速率，博世金属晶界处往往生成的石墨烯较厚，博世因此生长的石墨烯以多层为主，层数不均匀且可控性较差。零碳2009年6月到北京大学工作至今。

根据AB堆垛双层石墨烯独特的电子结构特点可知，氢运启动当在其垂直方向上加上偏压后，石墨烯的带隙可以被打开，且其带隙大小可以进行有效地调节。

示范这种方法主要依赖于制备超高质量的单晶生长基底。项目2004年以成果若干新型光功能材料的基础研究和应用探索获国家自然科学二等奖（第一获奖人）。

1998年获得日本文部省颁发的青年特别奖励基金，正式同年入选中国科学院百人计划。由于聚（芳基醚砜）的高分子量，博世该膜表现出良好的物理性能。

文献链接：零碳https://doi.org/10.1002/anie.2020054062、零碳ACSNano：大规模合成具有多功能石墨烯石英纤维电极北京大学刘忠范院士，刘开辉研究员等人结合石墨烯优异的电学性能和石英纤维的机械柔韧性，设计并通过强制流动化学气相沉积（CVD）制备了混杂石墨烯石英纤维（GQF）。近期代表性成果：氢运启动1、氢运启动Angew：量身定制聚醚砜双极膜用于高功率密度的渗透能发生器中科院理化技术研究所江雷院士，闻利平研究员和Xiang-YuKong从相同的PES前体合成了带负电荷的磺化聚醚砜（PES-SO3H）和带正电荷的咪唑型聚醚砜（PES-OHIM），并采用无溶剂诱导相分离（NIPS）和旋涂（SC）法制备了一系列双极膜。