CN104445176B - 一种石墨烯的保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种石墨烯的保护装置，包括：保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；保护膜设置在石墨烯表面，固定膜设置在基底表面，保护膜和固定膜相连接。本申请还提供了一种石墨烯的保护装置，包括保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和保护膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜与固定膜相连接。本申请通过将表面长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，由于保护膜与固定膜相互吸附，从而使表面长有石墨烯的基底固定于保护膜与固定膜之间，且保护膜与固定膜相连接，实现了其对石墨烯的保护且不会影响石墨烯的品质。

Description

一种石墨烯的保护装置

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种石墨烯的保护装置。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，其是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯具有较高的导热系数、电子迁移率与较低的电阻率，因此石墨烯有望在能源、材料、电子与生物医药等领域获得极大地发展。

石墨烯首次被报导是英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆课题组从石墨中成功剥离下来。采用机械方法从石墨上剥离可以得到单层的石墨片即石墨烯，这种方法得到的石墨烯面积小、成本高、仅可用于基础研究，不适用于器件的集成，而限制了其应用。因此，高质量、大面积石墨烯的可控制备是石墨烯研究领域的重要问题。目前，研究成熟的石墨烯的生长方法之一是：化学气相沉积法(CVD)，该方法是利用在基片表面沉积一层几十纳米厚的具有催化性质的多晶金属薄膜(例如：Ni、Cu等)，然后利用热催化分解碳氢化物使其在金属薄膜的表面生长石墨烯。上述方法制备的石墨烯需要将石墨烯进行转移，方可将其应用于其他方面。但是目前CVD法生长在金属基体上的石墨烯或转移到新基底上的石墨烯未能得到有效的保护，在刮擦、磨损、运送、储存过程中不可避免的会造成基底及基底上的石墨烯的破坏或发生褶皱，从而限制了石墨烯的应用。因此一种保护基底上石墨烯的方法是必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种石墨烯的保护装置，本申请提供的石墨烯的保护装置能够实现对基底上石墨烯的保护，以防止石墨烯在刮擦、磨损、运送、储存过程中的破坏。

有鉴于此，本申请提供了一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在所述石墨烯表面，所述固定膜设置在所述基底表面，所述保护膜和所述固定膜相连接。

优选的，所述固定膜选自PET膜、PVC膜、PE膜和静电膜中的一种或多种。

优选的，所述保护膜为PET膜、离型纸和PVC膜中的一种或多种与静电膜和胶粘性膜中的一种或两种的复合膜。

优选的，所述保护膜的厚度为0.012mm～1mm，所述固定膜的厚度为0.012mm～1mm。

优选的，所述固定膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸，所述保护膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸。

优选的，所述保护装置通过压合得到。

优选的，所述压合的压力为0～10MPa，所述压合的过滚速度为0.01m/s～1m/s。

优选的，所述基底为铜箔、镍箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

本申请还提供了一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，所述固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜和所述固定膜相连接。

本申请提供了一种石墨烯的保护装置，包括：保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；保护膜设置在石墨烯表面，固定膜设置在基底表面，保护膜和固定膜相连接。本申请通过将表面长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，由于保护膜设置于石墨烯表面，因此石墨烯在刮擦、磨损、运送等移动过程中，不会由于保护膜的存在而对石墨烯造成伤害，反而使石墨烯得到保护；同时固定膜设置在基底表面，使石墨烯在移动等情况下得到支撑与固定，也可使基底上的石墨烯得到保护不会发生褶皱、损坏。

本申请还提供了一种石墨烯的保护装置，包括保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和保护膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜与固定膜相连接。本申请通过将两侧生长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，保护膜设置在第一石墨烯表面，固定膜设置于第二石墨烯表面，使基底表面的石墨烯得到了支撑与保护。

综上可知，本申请的保护装置能够实现石墨烯在移动、运输等过程中不发生褶皱、拉伸等形变，从而避免其外观上发生变化而使石墨烯破坏。

附图说明

图1为本发明石墨烯保护装置的结构示意图；

图2为本发明成卷石墨烯保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在所述石墨烯表面，所述固定膜设置在所述基底表面，所述保护膜和所述固定膜相连接。

本申请提供了一种石墨烯的保护装置，其是将表面长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，以实现基底的固定与支撑以及对石墨烯的保护，以防止石墨烯在刮擦、磨损、运送、储存过程中石墨烯的破坏。

按照本发明，所述固定膜对基底起到固定与支撑的作用。在基底的一侧生长有石墨烯的情况下，固定膜是与无石墨烯的一侧相接触。所述固定膜可以是自身具有一定的吸附力，可吸附保护膜。例如：固定膜可以为静电膜、也可以是表面涂布有胶粘剂或粘性膜；即固定膜需要满足在吸附力的情况下，保护膜不会轻易脱落，且基底受到固定膜上的粘力较小，可轻易取下。

本申请中所述保护膜是直接与基底上的石墨烯相接触的膜。该膜需要与石墨烯的摩擦系数较小，使其与基底上的石墨烯相接触或移动过程中不会对石墨烯造成破坏。

根据保护膜与固定膜的性质要求，所述固定膜可以为PET膜、PVC膜、PE膜和静电膜中的一种或多种。所述保护膜可以为单层膜，也可以为多层复合膜。具体的，所述保护膜可以为PET膜、离型纸、PVC膜中的一种或多种与静电膜和胶粘性膜中的一种或两种的复合结构，也可以是离型纸、PET膜、PE膜或PVC膜。所述保护膜复合的目的是使固定膜与保护膜之间具有吸附力，而保护膜与石墨烯之间没有吸引力，复合式的保护膜除与石墨烯接触部分无粘性外，其余部分均具有粘性。而若所述保护膜为单层膜，则所述固定膜需要是PET膜、PVC膜、PE膜中的一种或多种与静电膜中的复合膜，同样也是为了保证固定膜与保护膜之间具有吸附力，而保护膜与石墨烯之间没有吸引力。例如，在固定膜为PET膜的情况下，保护膜需要与石墨烯无粘性，但边缘部分与固定膜有粘性，因此保护膜可以是复合膜，由离型纸、PET膜、PVC膜中的一种或多种与静电膜或胶黏性的膜的复合，且静电膜或胶黏性的膜不设置于石墨烯表面；保护膜也可以是保护膜经过人工处理，例如施加静电或者涂胶粘剂。若固定膜为静电膜与离型纸的复合膜，静电膜设置于基底表面，则保护膜可以为离型纸、PET膜、PE膜和PVC膜中的一种或多种。本申请中所述基底优选为柔性基底，更优选为铜箔或铝箔。

本申请中所述固定膜的厚度优选为0.012mm～1mm，所述保护膜的厚度优选为0.012mm～1mm，所述固定膜与保护膜的厚度偏小，则会使固定膜与保护膜的硬度较低，不能起到固定的作用，保护后整体依旧是柔性，而且不便于运输及搬运。

按照本发明，欲实现基底上石墨烯的有效保护，本申请中所述保护膜的面积与固定膜的面积应该比基底的面积大，此处主要是指保护膜与固定膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸。作为优选方案，所述基底的面积为a*b，所述固定膜与保护膜的面积均为(a+1)*(b+1)；在一些实施例中，所述保护膜为复合膜，以离型纸与静电膜为例，所述基底的面积为a*b，所述离型纸的面积为(a+1)*(b+1)，所述固定膜与静电膜的面积均为(a+2)*(b+2)。

为了使固定膜与保护膜具有吸附力，有利于石墨烯的保护，本申请优选将保护膜/基底表面生长有石墨烯/固定膜进行压合，在一些实施例中，所述压合的压力优选为0～10MPa。若固定膜与保护膜中的一种为硬性膜，则所述压合的压力可以为0MPa；若所述固定膜与保护膜中的一种为柔性膜，则压力要大于0MPa，这是由于如不进行压合则保护膜与固定膜不会很平整，且粘力达不到要求，移动过程中会脱离。所述压合的过滚速度优选为0.01m/s～1m/s。本申请对所述压合的方式没有特别的限制，作为优选方案，采用覆膜机进行压合。

本申请还提供了一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，所述固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜和所述固定膜相连接。

该方案是在基底的两侧都生长有石墨烯的情况下，而将两侧生长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，在此情况下，固定膜则是与保护膜具有同样的性质，在此前提下，关于固定膜与保护膜的选取与一侧生长有石墨烯的方案相同的，此处不再进行赘述。

如图1所示，图1为本发明石墨烯的保护装置的结构示意图，其中1为保护膜，2为表面上生长有石墨烯的基底，3为固定膜。当基底的长度过长，或成卷存在时，可采用卷对卷的方法压合后进行收卷，如图2所示，图中1为保护膜，2为表面长有石墨烯的基底，3为固定膜。

本申请提供了一种石墨烯的保护装置，包括：保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；保护膜设置在石墨烯表面，固定膜设置在基底表面，保护膜和固定膜相连接。本申请通过将表面长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，由于保护膜设置于石墨烯表面，因此石墨烯在刮擦、磨损、运送等移动过程中，不会由于保护膜的存在而对石墨烯造成伤害，反而使石墨烯得到保护；同时固定膜设置在基底表面，使石墨烯在移动等情况下得到支撑与固定，也可使基底上的石墨烯得到保护不会发生褶皱、损坏。本申请还提供了一种石墨烯的保护装置，包括保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和保护膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜与固定膜相连接。本申请通过将两侧生长有石墨烯的基底设置于保护膜与固定膜之间，保护膜设置在第一石墨烯表面，固定膜设置于第二石墨烯表面，使基底表面的石墨烯得到了支撑与保护。综上可知，本申请的保护装置可使柔性基底以硬性的形成加以包装，防止运输、挪动过程中的褶皱发生，更全面的保护基底，不会使其四周发生变形，减少与空气接触；另外，光滑保护膜的存在，减少与石墨烯的相对滑动而产生的摩擦，多次试验表明，不会影响基底上石墨烯的品质。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的石墨烯的保护装置进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

以PET膜为保护膜，PE静电膜为固定膜，一侧长有石墨烯的基底放置于两者之间，使保护膜与石墨烯相接触，然后过滚压合，使三者贴合，所述过滚的压力为0.5Mpa，速度0.2m/s。实验结果表明，经过刮擦、磨损以及运送后，基底无褶皱、损坏，石墨烯转移后方阻未增大。样品原始方阻为280～300Ω/□，模拟运输及破坏性实验，测试结果表明：石墨烯经过保护后方阻值为280～300Ω/□、未保护样品方阻为700～1500Ω/□。

实施例2

以PET膜为固定膜，PE膜为保护膜，一侧长有石墨烯的基底放置于两者之间通过施加静电，使固定膜与保护膜吸附，然后过辊压合，过辊压力为1Mpa，速度为0.05m/s。实验结果表明，经过储存、运送与刮擦后，基底无褶皱、损坏，石墨烯转移后方阻未增大。样品原始方阻为280～300Ω/□，模拟运输及破坏性实验，测试结果表明：石墨烯经过保护后方阻值280～300Ω/□、未保护样品方阻800～1500Ω/□。

实施例3

以PET膜为固定膜，保护膜为离型纸与静电膜的复合膜。离型纸与石墨烯面直接接触，从而形成PET膜/基底/石墨烯/离型纸/静电膜，然后过辊压合，过辊压力为1.5MPa，速度为0.1m/s。实验结果表明，经过刮擦、磨损与运送后，基底无褶皱、损坏，石墨烯转移方阻未增大。样品原始方阻为280～300Ω/□，模拟运输及破坏性实验，测试结果表明：石墨烯经过保护后方阻值280～300Ω/□、未保护样品方阻750～1400Ω/□。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，一侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在所述石墨烯表面，所述固定膜设置在所述基底表面，所述保护膜和所述固定膜相连接；

所述固定膜选自PET膜、PVC膜、PE膜和静电膜中的一种或多种，所述保护膜为PET膜、离型纸和PVC膜中的一种或多种与静电膜和胶粘性膜中的一种或两种的复合膜；所述固定膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸，所述保护膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护膜的厚度为0.012mm～1mm，所述固定膜的厚度为0.012mm～1mm。

3.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置通过压合得到。

4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述压合的压力为0～10MPa，所述压合的过滚速度为0.01m/s～1m/s。

5.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述基底为铜箔、镍箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.一种石墨烯的保护装置，包括：

保护膜，两侧生长有石墨烯的基底和固定膜；所述保护膜设置在第一石墨烯表面，所述固定膜设置在第二石墨烯表面，所述保护膜和所述固定膜相连接；

所述固定膜选自PET膜、PVC膜、PE膜和静电膜中的一种或多种，所述保护膜为PET膜、离型纸和PVC膜中的一种或多种与静电膜和胶粘性膜中的一种或两种的复合膜；所述固定膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸，所述保护膜至少一边的尺寸大于基底对应一边的尺寸。