将“石墨烯”变“白菜价”的焦耳热闪蒸技术应用开发和市场战略新动态！

　　ChemQuest 技术研究所已签订一项为期三年的合作创新协议，以支持 Universal Matter 基于可持续原料的石墨烯技术的发展和验证。

　　ChemQuest是一家专注于特殊化学品市场并拥有专业知识的全球商业战略和外部技术开发公司。ChemQuest 将探索该技术在油漆和涂料应用中的优势，并确定最有价值的市场和增长机会。

Universal Matter 开创了基于一系列碳材料（包括煤炭、焦炭、生物质和再生橡胶和塑料）的高性能、经济的石墨烯技术，与基于传统原料的石墨烯相比，它大大减少了其环境足迹。Universal Matter 使用快速、闪光的电能爆发来生产石墨烯。与 AB 堆叠 (Bernal) 石墨烯不同，该工艺能够将碳键合到几层涡层石墨烯中，从而在目标应用中带来卓越的性能优势。

Universal Matter 和 ChemQuest 之间的早期合作证明了该技术在特定应用配方中的有效性。经证实的性能改进包括抗压强度、拉伸强度、阻隔性能、流变增强和流动特性。

“通过将碳升级为‘绿色’石墨烯，提高这些市场产品的性能和可持续性，从而改善这些工业材料的机械性能，并创造出更坚固、更持久的涂料，这是一个内在的需求和重大的商机。还显著减少了我们的碳足迹和温室气体排放”，Universal Matter 公司 CEO van Leeuwen 说道。

关于 ChemQuest：

ChemQuest集团是一家专注于定制商业战略和优化、技术加速和市场情报的全球咨询公司。该公司的技术研究所包括一个应用专家团队和位于弗吉尼亚州南波士顿（美国）的先进实验室设施（官网：www.chemquest.com）。

逐本溯源：关于 Universal Matter 的石墨烯生产技术

　　早在2014年美国莱斯大学 James M. Tour 采用激光诱导碳黑转化为石墨烯，短暂的脉冲将碳黑加热到3000 K以上，使得碳原子间键断裂，随着碳原子的电子云冷却，形成最稳定的结构即石墨烯。既然激光可以，那么热呢？Tour的研究生Duy X. Luong设想是否可以通过加热碳源来生产石墨烯？起初他在一个透明的玻璃瓶中放了一点炭黑，用400V的电压轰击了大约200毫秒，然而并没有成功。但经过一系列调整，他成功地创造出明亮、黄白的色闪光，表明小瓶内的温度达到了3000K，经化学测试表明他成功的合成了石墨烯。

　　经过多年研究，2020年1月，莱斯大学James M. Tour、Boris I. Yakobson和C-Crete科技公司的Rouzbeh Shahsavari合作，在《Nature》上以“Gram-scale bottom-up flash graphene synthesis”为题发表研究成果，通过廉价的焦耳热闪蒸技术（flash Joule heating，FJH）可以将任何来源的碳，无论是石油焦碳、煤炭、碳黑、食品废弃物、橡胶轮胎还是塑料垃圾，统统在不到100毫秒的时间内变成石墨烯，并实现克级制备！同一时间《Science》杂志发表了题目为《电力：将垃圾转变为石墨烯！》（Electricity turns garbage into graphene）的报道。

　　Tour团队成立了一家名为 Universal Matter 的初创公司，将此工艺进行商业化。尝试在混凝土中添加0.05 vol%石墨烯，混凝土的抗压强度提升25%。在PDMS中添加该产品，强度能够提升250%。基于这一成果，石墨烯成本将大幅下降，激发研究人员将石墨烯与其他材料复合。有望推动石墨烯真正走向应用！Duy X. Luong补充说：咖啡渣，食物残渣，旧轮胎和塑料瓶，都可以汽化来制造原料，我们正在将垃圾转化为石墨烯。

通过使用FJH工艺，团队成功地实现并超越了他们在一天内生产1千克石墨烯的关键里程碑。2021年，研究团队与美国国家能源技术实验室（NETL） 合作，以进一步扩展生产工艺。

　　2022年6月，James Tour教授在接受采访时表示“我们向福特汽车公司发送了20克石墨烯，用于测试他们在汽车中使用的新型下一代石墨烯纳米复合材料。福特将我们的石墨烯放入新的复合材料中，并且达到了预期的效果——增韧和隔音。然后他们给我们寄来了那些石墨烯泡沫复合材料，我们再次将它们全部闪入新的石墨烯中。”

　　“数百万公斤的汽车废塑料规模意味着当然需要从实验室规模的反应器进一步扩大工艺规模。Universal Matter 正在努力扩大闪蒸焦耳加热工艺，以便每天能够处理大量材料！到2022年底每天1吨，1年后每天100吨。”

文章来源：公众号【Carbontech】