刘忠范：石墨烯产业切勿重演大炼钢铁运动(3)
传统玻璃的制备是高温化学过程。玻璃是非晶体，所以没有熔点，但是有软化点，这是石墨烯生长时的一个非常重要的参数。不同玻璃的软化点不同，从摄氏400度到2000度以上。石墨烯是在摄氏1000度左右长出来的，因此软化点不同，生长方法也完全不同，为此花费了我们数年的时间。
对于石英等耐高温玻璃，直接在高温下生长石墨烯，需要一些诀窍。普通玻璃软化点较低，需要利用等离子体增强化学气相沉积技术。虽然质量不好，但基本可以保证产品透明导电。我们还发明了熔融态气相沉积技术，在软化、熔融的玻璃表面上生长出高质量的石墨烯薄膜。现在，我们可以在任意玻璃上生长出一到数层的石墨烯，可控性相当不错。
玻璃上生长石墨烯的一个难点在于均匀性，大面积生长时均匀性会变差，而且生长速率比较慢。实际上还有很大的提升空间，比如用乙醇作为碳源时生长速度可以大幅度提高，质量也显著提升。
这里是一块六十厘米长的玻璃，用甲烷长石墨烯的时候非常不均匀，但是用乙醇则完全不同，长得非常均匀。我们想了很多办法来提升生长速度，以满足大规模制备的需求。例如，在生长玻璃基底上放置一块毛玻璃，形成一个狭窄的生长空间，可有效提升生长速度。
那么这些玻璃究竟有什么用呢？我们做了大量的应用探索工作。
· 触摸屏
上图是我们用石墨烯玻璃做的触摸屏，线性度可以说和ITO没有任何差异。当然目前还比较贵，无法同ITO玻璃竞争。
· 电致变色智能窗
大家坐过波音787的话，会发现已经用上了智能变色窗，不用窗帘。一按按钮就可以调控窗子的颜色。用我们的石墨烯玻璃也可以达到同样的目的，而且能耗可以大幅度降低。
· 液晶智能窗
把高分子液晶夹在两块石墨烯玻璃中间，加上几十伏的电压，就可以切换智能窗的透明度。未来可以用石墨烯玻璃做投影墙，用的时候打开，是不透明的，通过散射光来投影；不用的时候可以是一幅装饰画或滚动显示屏。
· 透明加热片
这是一种更接地气的用途。石墨烯玻璃导电，而且具有一定的电阻，可以用作透明加热片，加上几伏电压就可以起到除霜、除雾的作用。大胆想象一下，未来的石墨烯新能源汽车不需要贴膜而自动调色，可以自动除霜雾，车体用的是石墨烯复合材料，动力电池也用到石墨烯，甚至还装备很多石墨烯传感器。
· 高效半导体照明技术
最近我们和半导体所合作，找到了石墨烯应用的新大陆。在石墨烯玻璃上生长高质量第三代半导体材料，可显著提高照明效率，降低成本。
· 高效细胞培养皿
我们的石墨烯玻璃还可以制作高效细胞培养皿，同等条件下细胞增殖效率提高至少一倍。
· 生物传感器
石墨烯玻璃制品还有很多用途。在透镜、棱镜上面生长一层石墨烯，再修饰一些生物分子，可以用作生物传感器。显而易见，借助于玻璃，石墨烯可以开辟出一系列全新的应用领域。
· 收集水雾
这是一个演示性的东西，可以做干旱地区的水雾收集。这是集水性非常强的玻璃，水滴在上面是水雾状态而不是薄膜状态，导热率提高几倍，这样就可以高效地收集水雾。用石墨烯玻璃制作的智能建筑，在干旱和半干旱地区可显示出广阔的应用前景。
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