KR101902753B1 - 시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입 - Google Patents

시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입 Download PDF

Info

Publication number
KR101902753B1
KR101902753B1 KR1020177007534A KR20177007534A KR101902753B1 KR 101902753 B1 KR101902753 B1 KR 101902753B1 KR 1020177007534 A KR1020177007534 A KR 1020177007534A KR 20177007534 A KR20177007534 A KR 20177007534A KR 101902753 B1 KR101902753 B1 KR 101902753B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphene
graphite oxide
flakes
angstroms
graphite
Prior art date
Application number
KR1020177007534A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170046701A (ko
Inventor
션 크리스티얀센
데이비드 레스트레포
리차드 스톨츠
제프 벌링턴
Original Assignee
갈모어 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 갈모어 인코포레이티드 filed Critical 갈모어 인코포레이티드
Publication of KR20170046701A publication Critical patent/KR20170046701A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101902753B1 publication Critical patent/KR101902753B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/022—Carbon
    • C04B14/026—Carbon of particular shape, e.g. nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/02—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/19—Preparation by exfoliation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/19—Preparation by exfoliation
    • C01B32/192—Preparation by exfoliation starting from graphitic oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/198—Graphene oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/21—After-treatment
    • C01B32/23—Oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0003—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability making use of electric or wave energy or particle radiation
    • C04B40/0021—Sonic or ultrasonic waves, e.g. to initiate sonochemical reactions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 분말 매트릭스에 고품질 그래핀/그래파이트 산화물을 분산시킨 다음, 반응시켜 복합체를 형성하는 방법에 관한 것이다. 이때 상기 분말들은 유사한 소수성을 가지며, 그래핀/그래파이트 산화물은 최소의 표면 산화 또는 최소의 에폭시 그룹을 가지며, 분말들은 음파처리로 혼합된다.

Description

시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입{GRAPHITE OXIDE ENTRAINMENT IN CEMENT AND ASPHALT COMPOSITE}
본 발명은, 일반적으로 그래파이트 분야에 관한 것이며, 보다 특히, 시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입을 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 이의 배경을 복합재와 관련하여 기술한다.
그래핀은 지금까지 시험된 가장 강한 물질 중 하나이다. 여러 연구 기관들에서는 탄소 나노튜브(CNT: carbon nanotubes), 그래핀 플레이크(GF: graphene flakes), 그래핀 산화물(GO: graphene oxide) 및 그래파이트 산화물과 같은 탄소 동소체들을 호스트들에 로딩했으며 이들 기관들은 상기 로딩된 호스트에서 인장 강도가 최대 200% 증가한 것을 발견했으나 일관성 없는 결과들이었다. 측정치들은 그래핀이 파단 강도가 강철보다 200배 크고, 인장 모듈러스(강성도)가 1TPa(150,000,000psi)인 것을 보여주었다. 원자간력 현미경(AFM: Atomic Force Microscope)을 사용하여 서스펜디드 그래핀 시트(suspended graphene sheet)의 기계적 성질들을 측정하였다. 반 데르 발스 힘(van der Waals forces)에 의해 함께 고정된 그래핀 시트들이 SiO2 캐비티들 위에 걸쳐져 있고 여기에는 이의 기계적 성질들을 시험하기 위해 AFM 팁(tip)이 프로빙되어 있다(probed). 이의 스프링 상수(spring constant)가 1 내지 5N/m의 범위였고 영 모듈러스(Young's modulus)가 0.5TPa(500GPa)였으며, 이로써 그래핀이 기계적으로 매우 강하고 강성일 수 있음이 입증되었다.
양면 산화, 에폭시 그룹 및 표면 뒤틀림을 갖는 나노-실리카의 구형 형상의 탄소 나노튜브(CNT) 및 허머스(Hummers) 기반 GO는 높은 종횡비를 갖는다. CNT 및 허머스 기반 그래핀/그래파이트 산화물을 물에 현탁시키고 분산시킨 다음, 반응된 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement) 및/또는 다른 재료와 배합하여 반응시켜 시멘트질 복합체(composite)를 형성한다.
이들이 단일벽 CNT(SWCNT)인지 또는 다중벽 CNT(MWCNT)인지에 따라, 일반적으로 각각 1 내지 3nm 또는 5 내지 50nm의 직경을 갖는다. CNT의 길이는 최대로 센티미터일 수 있으며, 이는 1000을 초과하는 종횡비를 제공한다. CNT는 또한, TPa 정도의 탄성 모듈러스와 GPa 범위의 인장 강도를 갖는 특별한 강도를 나타낸다. 높은 종횡비와 탁월한 기계적 성능의 이점을 동시에 가지므로, CNT는 시멘트질 매트릭스 재료의 인성 및 강도를 향상시킴을 밝혀냈다. 시멘트 복합체에 CNT를 혼입시키는 것은 복잡하며 일관성 없는 결과를 야기하는 것으로 입증되었다. 연구자들은 CNT 첨가로 인해 강도 변화가 거의 없음을, 또는 심지어 일부 경우에서는 복합체의 열화를 발견하였다. 수성(water based) 시멘트 매트릭스 내에서의 CNT의 불량한 분산은 CNT와 시멘트 매트릭스 사이의 약한 결합 때문이다. 입자들 사이의 강한 반 데르 발스 인력 때문에, CNT는 카본 블랙에서 보여지는 것과 유사한 응집체 또는 자기-인력(self-attraction)/어셈블리를 형성하여 복합체에서 결함 부위를 발생시키는 경향이 있다. 분산제가 없는 CNT는 플레인(plain) 시멘트 페이스트보다 기계적 성질들이 더 불량했다. CNT 번들의 비균일한 분배/분산은 기계적 성질들의 저하를 일으킨다.
허머스 기반 그래파이트/그래핀 산화물(HGGO)은 농축된 산과 산화제를 사용하여 제조되며 종종 HGGO 생성물의 상당한 정제를 필요로 한다. HGGO는 높은 수준의 산화가 이를 친수성으로 만들기 때문에 극성 용매(초순수) 중에서 보다 쉽게 현탁/분산될 수 있다. HGGO는 또한, 이동성 이온에의 노출 또는 pH의 함수로서 극성 용매 중의 현탁액으로부터 단기간에 비가역적으로 침전될 수 있다. 이는 HGGO의 현탁/분산이 수돗물을 사용하여 현장에서 수행되거나, 초순수(DI water)를 사용하여 원격 시설에서 수행되거나, 원격 시설에서 수행되도록 하고, 사용될 때까지 계속 혼합되도록 한다. HGGO 현탁액이 부적절하게 취급된다면, HGGO의 응집으로 인해 결함이 생기고 복합체의 물리적 성질들이 손상된다. 또한, 강하게 산화된 HGGO는 산화 공정으로 인해 플레이크의 표면 상에 기계적 뒤틀림 및 에폭시 그룹을 갖는다. 물리적 뒤틀림은 시멘트질 재료에서의 물리적 성질들의 최적의 개선을 방해한다. 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크에 대한 물리적 손상 이외에 에폭시 그룹의 생성은 시멘트질 재료에서 화학 반응의 형성을 방해한다.
이러한 나노규모의 기계적 성질들에도 불구하고, 그래핀 또는 그래핀 산화물은 거시적-규모의 기계적 구조로 전이될 수 없었다. 로딩된 호스트의 제조 공정은, 실행가능한 복합체 구조로 변환시키지 못한다. 상기 기술을 실행가능한 복합체 구조로 변환시키지 못하는 것은, 호스트 물질 중의 현탁액의 균일한 분배/분산을 포함하는 기술적 문제와 비용 인자가 결합된 것이다. 전통적으로, 분산은 음파처리와 교반의 조합에 의해 액체 호스트에서 달성되었다. 일부 경우에, 액체 또는 입자들은, 입자 또는 첨가제의 관능화(functionalization)를 통해, 또는 호스트의 점도, pH를 변형시킴에 의해, 또는 계면활성제의 사용을 통해 개질된다. 액체 호스트와 입자 사이의 상호작용, 입자 대 입자 상호작용/인력 및 입자의 침강은 분산액의 균일성에 상당한 부정적 영향을 미쳐 임의의 생성된 복합체를 악화시킨다.
그래핀은 탄소의 동소체이다. 그래핀의 가장 순수한 형태는 벌집 모양 또는 육각형 결정 격자로 조밀하게 패킹된 sp2-결합된 탄소 원자들의 1원자 두께 평면 시트(one-atom-thick planar sheet)이다. 지난 수년간 과학자들은, 다층 그래핀 산화물 또는 몇층의 그래파이트 산화물이 순수한(native) 호스트와 비교하여 우수한 기계적 성질, 화학적 성질, 열적 성질, 가스 배리어 성질, 전기적 성질, 난연성 및 기타 성질들을 제공하기 위한 호스트의 첨가제로 유용하기에 충분한 전기 전도성에 대한 강도를 가짐을 확인하였다. 호스트의 물리화학적 성질들의 개선은, 1) 그래핀 플레이크의 균일한 분배 및 유입, 2) 그래핀 플레이크와 호스트의 매트릭스 사이의 계면 결합의 최적화, 3) 가공 동안에 호스트에 유입된 가스의 제거, 4) 첨가제의 고유 성질들, 예를 들면, 편평도(flatness)의 최적화, 5) 그래핀 플레이크의 두께 대 표면적 비 및/또는 플레이크/입자 상의 화학적 관능화 또는 장식(decoration)의 최적화에 좌우된다.
그래핀 플레이크의 최적 성질들: 본 발명자들은 호스트 중의 플레이크의 분 산성에 영향을 미칠 산화/관능화 뿐만 아니라 텍스처 및 표면에 의해 그래핀 플레이크의 성능이 좌우됨을 밝혀냈다. 허머스 기반 공정은 표면 산화와 가장자리 산화(edge oxidation) 둘 다를 갖는 그래핀 플레이크를 생성한다. 산화는 그래핀/그래파이트 산화물의 표면 및/또는 가장자리 상의 하이드록실, 카복실, (COOH) 및 에폭시 그룹의 형태이다. 허머스 또는 변형된 허머스 기반 공정에서 고유한 높은 수준의 산화 및 박리로 인해, 그래핀 플레이크의 영구적인 파형 외관 손상(corrugated disfiguration)이 초래된다. 영구적인 파형 구조는 그래핀 플레이크의 화학적, 기계적, 전기적 및 열적 성질들을 열화시킨다. 따라서, 표면 산화된 그래핀 플레이크는, 그래핀의 단일 원자층이 2004년에 처음으로 발견되었을 때 원래 입증되었던 그래핀 층들보다 더 낮은 성능을 갖는다. 이는, 파형 구조가 이상적인 2차원 그래핀 구조에 3차원을 부여하기 때문에, 파형 구조가 주변 호스트에 상이한 전단력 및 하중력을 유도한다고 하는 간단한 이론적 분석에 의해 설명될 수 있다. 포논 또는 전자의 수송시, 이상적인 구조는 균일하고 편평한 대면적 그래핀 구조이다. 파형 구조는 포논 및 전자의 수송에 대한 저항과 인덕턴스를 유도하므로 평면 플레이크는 산화된 그래핀 플레이크의 표면에서 파형 구조에 비해 더 높은 전자 및 포논 수송 성능을 갖는다. 또한, 에폭시 그룹은 특정 호스트와 상호작용할 수 있거나 상호작용을 입체적으로 억제함으로써 그래핀/그래파이트 산화물을 첨가제로서 사용하는 효과 또는 분산액의 균일성을 감소시키거나 제거할 수 있다.
표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀 플레이크들(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 표면 극성을 가지며; 가장자리 장식된/산화된 COOH 그룹을 갖는다)을 제조하는 단계를 포함하는 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 제조하기 위한 기계화학적 접근법. 제조된 이들 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들은 3%(w) 내지 17%(w)의 산화 수준을 가지며 열적으로 환원되어 0.0%(w) 내지 3%(w)의 산화 수준을 가질 수 있다. 제조된 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 극성 호스트에 사용하기에 이상적이며, 환원된 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 비극성 호스트에 이상적이다. 이는 극성을 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들과 일치시킨다; 현탁액이 균일해질 때까지 혼합함으로써 상기 그래핀 플레이크를 상기 호스트에 현탁시킨다. 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크와 액체 호스트 간의 상호작용 뿐만 아니라 중력이 현탁액에 미치는 영향으로 인해, 액체 호스트는 액체 호스트에서 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 균일한 분산을 생성하고 유지하는 것에 상당한 기술적 난제를 나타낸다. 둘 이상의 다양한 물질을 혼합한 분말은 이들 분말의 극성(친수성) 또는 비극성(소수성) 성질과 무관하게 이질적인(disparate) 분말을 균일하게 혼합하고 분산시키는데 효과적인 것으로 나타났다. 분말 혼합은 또한, 시간이 경과함에 따라, 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 생성으로부터 발생할 수 있거나 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 조밀 패킹으로 인해 후반 생산(post production)을 발생시킬 수 있는 자기-인력 또는 응집을 파괴한다. 분산된 분말들을 열, 기계, 화학 에너지에 의해 반응시키거나, 또는 분말들을 반응시키는 용매를 첨가하여 반응시키는 경우, 분말들은 실행가능한 복합체를 형성하기 위해 동일하거나 매우 유사한 극성(친수성) 또는 비극성(소수성) 성질을 가질 필요가 있다.
하나의 양태에서, 본 발명은 그래핀/그래파이트 산화물과 기타 친수성 분말들이 혼합된 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법으로서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 수득하는 단계(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 상당한 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 갖는다); 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement) 및 기타 건조 분말들과 배합하는 단계; 음파 혼합 시스템에서 적어도 30분 동안 혼합하는 단계; 및 물을 첨가하여 상기 분말들을 반응시키고 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조됨을 포함한다. 하나의 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은 상기 건조 분말 재료를 기준으로 하여 0.00005질량% 초과이다. 또 다른 양상에서, 기계적, 전기적 또는 열적 물리적 성질들 중 적어도 하나는 그래핀/그래파이트 산화물의 첨가에 의해 향상된다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는 약 0.8 내지 16나노미터 두께이다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 최대 치수는 220옹스트롬 내지 100마이크론이다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 주로 가장자리 산화를 갖는다. 또 다른 양상에서, 상기 플레이크 표면은 기타 분말들과 동일한 소수성을 갖는다. 또 다른 양상에서, 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계화학적 박리시키는 단계는 교반되는 미디어 밀(stirred media mill)에서 수행되고, 상기 교반되는 미디어 밀은 어트리션 밀(Attrition mill) 또는 볼 밀(ball mill)이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 그래핀/그래파이트 산화물과 기타 소수성 분말들이 혼합된 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법으로서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 수득하는 단계(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 상당한 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 갖는다); 모래 및 기타 건조 분말들과 배합하는 단계; 및 음파 혼합 시스템에서 적어도 30분 동안 혼합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조됨을 포함한다. 하나의 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은 상기 건조 분말 재료를 기준으로 하여 0.00005질량% 초과이다. 또 다른 양상에서, 기계적, 전기적 또는 열적 물리적 성질들 중 적어도 하나는 그래핀/그래파이트 산화물의 첨가에 의해 향상된다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는 약 0.8 내지 16나노미터 두께이다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 최대 치수는 220옹스트롬 내지 100마이크론이다. 또 다른 양상에서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 주로 가장자리 산화를 갖는다. 또 다른 양상에서, 상기 플레이크 표면은 기타 분말들과 동일한 소수성을 갖는다. 또 다른 양상에서, 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계화학적 박리시키는 단계는 교반되는 미디어 밀에서 수행되고, 상기 교반되는 미디어 밀은 어트리션 밀 또는 볼 밀이다.
추가의 또 다른 양태에서, 본 발명은, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 상당한 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 가진다)과 배합된 보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들을 포함하며; 상기 혼합물은 충분한 물의 존재하에 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성할 수 있는, 시멘트 제조용 그래핀/그래파이트 산화물 제제(preparation)를 포함한다.
추가의 또 다른 양태는, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 상당한 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 가진다)과 배합된 보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들; 및 상기 분말들을 반응시키고 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성하기에 충분한 물을 포함하는, 그래핀/그래파이트 시멘트 복합체를 포함한다.
특정 양상에서, 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들은 다음을 포함한다: 상기 플레이크들의 95%가 약 0.8 내지 16나노미터 두께이며; 상기 플레이크들의 95%가 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 가지며; 상기 플레이크들의 최대 치수가 220옹스트롬 내지 100마이크론이며; 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들이 에폭시 그룹의 형성 없이 가장자리 산화만을 가지며; 상기 플레이크 표면이 결합 호스트와 동일한 소수성을 갖고; 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계적으로 박리시키는 단계가 어트리션 밀 또는 볼 밀로도 공지되어 있는 교반되는 미디어 밀에서 수행되고/되거나; 상기 방법의 산출물(output)이 실질적으로 편평한 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들 및 물로 실질적으로 제한됨을 포함한다.
본 발명은 또한, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀 플레이크들(여기서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들은 에폭시 그룹의 형성 없이 가장자리 산화만을 가지며, 실질적으로 평면이다)을 제조하는 단계를 포함하는, 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크 분산액의 제조 방법일 수 있다.
최근 공보들에서는, 결정질 그래파이트를 드라이 아이스로 볼 밀링하고; 상기 결정질 그래파이트를 기계화학적 가공하여 가장자리 산화된 그래핀 플레이크들을 생성하는 공정을 통해 비-파형(non-corrugated) 그래핀을 제조하기 위한 하나의 가능한 경로를 보여주었다. 이 공정은, 가장자리만 산화된 그래핀 플레이크의 실현가능성을 보여주지만 이 가공의 비용은 원자재 첨가제 시장에서 요구되는 것보다 더 많이 든다. 연구용의 평면 그래핀/그래파이트는 또한 결정질 그래파이트 한 조각으로부터 한번에 한층을 수동으로 분리함으로써 제조되었음을 주목한다. 말할 것도 없이, 이는 상업적 생산을 위해서는 너무 느리고 너무 고가이다. 허머스-기반 공정은 일반적으로 호스트 중의 그래파이트를 약화시키는, 평면이 아닌 그래핀을 생산한다.
그래핀/그래파이트 산화물 플레이크와 호스트의 매트릭스 사이의 계면 결합의 최적화. 계면 결합의 최적화는 두 가지 중요한 양상을 필요로 하는데, 첫째는 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크 제조 공정을 통해 뒤틀리지 않는 평면 그대로의 표면(pristine surface)의 제공이다. 둘째는 호스트의 매트릭스에 첨가제를 완전히 유입시킬 수 있게 하는 첨가제의 화학적 성질의 개질이다. 이것은, 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 경우, COOH 그룹을 열 처리에 의해 개질시키거나 소수성으로 되도록 맞추고/맞추거나 호스트의 화학적 성질(즉, 극성, 친수성 등)과 유사한 관능 그룹을 생성할 수 있는 화학적 관능화에 의해 행해질 수 있다. 호스트와 유사한 화학적 성질을 갖도록 그래핀/그래파이트 산화물 첨가제를 관능화시키면 그래핀 첨가제가 원거리 또는 단거리 규칙성(ordering) 또는 결합으로 직접 혼입될 수 있다. 호스트는 플라스틱, 금속, 시멘트, 아스팔트, 세라믹 및 유리 재료를 포함할 수 있다.
그래핀/그래파이트 산화물 플레이크의 두께 대 표면적: 평면 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크를 사용하는 것 다음으로 호스트에서 실행해야 할 사안은 그래핀 플레이크의 두께 대 표면적이다. 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크의 에폭시 그룹의 결여 이외에 두께 대 표면적 비는 호스트 성질들에 긍정적인 영향을 미치도록 하는 그래핀 플레이크 능력에 있어서 중요한 역할을 한다.
이는 반도체 산업에 요구되는 이상적인 대면적 단층에 개념적으로 필적하는 최적의 두께를 갖는 큰 표면적을 필요로 한다. 크고 편평한 플레이크는 호스트 단독보다 더 우수하게 포논과 전자를 전도할 것이다. 심지어 반 데르 발스 힘에 의해 결합된 채로 유지되는 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 절연 호스트로 둘러싸인 얇은 플레이크보다 더 바람직하다.
이는 기계적 적용에 대해서도 그러하다. 표면적 대 두께 비가 더 크기만 하면, 그래핀은 기계적 하중을 완화시키고 분배하여 호스트에 향상된 기계적 성질들을 제공하고, 인장 강도, 전단 강도 및 굴곡 강도를 증가시킬 수 있다. 호스트의 기계적 성질들의 상당한 향상을 달성할 수 있는 능력은 48400Å2의 면적과 160Å 내지 200Å의 플레이크 두께를 갖는 플레이크로부터 얻을 수 있다. 160Å의 두께를 갖는 48400Å2 면적의 플레이크는 약 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 가지며 또한 호스트의 기계적 성질들의 향상을 제공할 수 있다(바람직하게는 본 발명의 플레이크들의 95%는 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는다).
일부 양태에서, 너무 많은 층들은 인장 강도를 상당히 감소시키므로, 본 발명의 플레이크 두께는 16나노미터 이하이며(바람직하게는 본 발명의 플레이크들의 95%는 약 0.8 내지 16나노미터이다), 본 발명의 표면적 대 두께의 비는 48400 대 1옹스트롬 초과이다. 바람직하게는, 상기 플레이크의 최대 치수는 220옹스트롬 내지 100마이크론으로 다양하다. 이는 정밀한 공정 제어를 필요로 하거나, 또는 그래핀 플레이크들을 표면적 및/또는 두께에 의해 분리할 수 있는 공정을 필요로 한다.
균일한 분배 및 유입: 세 번째 요건은, 반응 또는 캐스팅 전에 1종의 분말 또는 복수종의 분말들을 혼합함에 의해 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크의 균일한 분배, 분산 및/또는 유입을 얻는 것이며, 그렇지 않을 경우 상기 분말들이 열적 공정, 화학적 공정, 전기적 공정에 의해 또는 분말들 사이에서 규칙성 또는 결합을 유도하는 기타 공정에 의해 규칙적으로 될 것이며, 예를 들면, 고화되거나 겔화될 것이다. 실질적으로 에폭시 그룹이 없는 COOH의 단일 관능화 또는 장식을 가짐으로써 분말 간의 반응을 최적화한다. 바람직하게는, 그래핀/그래파이트 산화물의 0.1%(w) 초과 및 30% 미만의 산화가 분말 혼합 공정에서 사용된다.
본 발명의 다양한 양태들의 제작 및 사용이 아래에 상세히 논의되어 있지만, 본 발명은 다양한 구체적인 상황에서 구현될 수 있는 많은 적용가능한 발명의 개념들을 제공한다는 것을 인식해야 한다. 본원에 논의된 구체적인 양태들은 단지 본 발명을 제작하고 사용하기 위한 구체적인 방식을 예시한 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 이해를 수월하게 하기 위해, 다수의 용어들이 아래에 정의된다. 본원에서 정의된 용어들은 본 발명과 관련된 분야에서 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 의미를 갖는다. "a", "an" 및 "the"와 같은 용어들은 단일 요소만을 나타내기 위한 것이 아니라 예시를 위해 특정 예가 사용될 수 있는 일반적인 부류를 포함한다. 본원의 용어는 본 발명의 특정 양태를 설명하기 위해 사용되지만, 청구범위에 명시된 것을 제외하고는 이들의 사용은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
일정한 크기 및 두께를 얻는 것은, 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 합성을 위해 결정질 그래파이트를 기계적 에너지(밀링)와 연계하여 온화한 산화제와 함께 사용하는 결정질 그래파이트의 기계화학 공정의 제어되는 예비-가공(pre-processing)(예를 들면, 밀링 및 분리)을 필요로 할 수 있다.
온화한 산화 환경과 연계되는 기계적 에너지는 그래핀의 가장자리 산화를 발생시켜, 허머스 기반 공정에서 생성되는 강한 표면 산화, 에폭시 그룹의 형성 및 기계적 결함을 최소화할 수 있다.
그래파이트(30g)는 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크 기계화학적 공정을 위한 출발 물질로서 사용될 수 있다. 기계화학적 공정은 일반적으로 "교반되는 볼 밀"로 불리는 것에서 수행될 수 있다. 그라인딩 모멘텀(grinding momentum)을 설명하는 유용하고 간단한 식은 M×V(질량×속도)이며 상기 식은 어떻게 볼 밀링이 각 1g 중량인 0.25" 직경 스테인리스 강철 볼 6 lbs(또는 ~2,600개의 스테인리스 강철 볼) 이하로 사용하지를 알 수 있게 한다. 밀폐된 챔버에서 2000RPM 이하에서 360분 동안의 밀링. 볼 밀에서 그라인딩하는 경우, 무작위로 움직이는 볼(미디어)이 상이한 회전으로 스피닝하기 때문에 결정질 그래파이트에 전단력이 가해진다. 생성된 그래핀/그래파이트 산화물은 바람직하게는, 낮은 표면 에너지를 갖고 주로 뒤틀림, 에폭시 그룹 또는 파형이 없는 그대로의 표면을 갖는 가장자리만이 산화된 플레이크들을 가지므로, 분말 혼합을 통해 호스트에 쉽게 혼입되고 유입되어 물리적 성질들을 향상시킨다.
현탁액 적용이 좁은 크기 분배를 필요로 하는 경우, 염산을 욕에 적정하여 산성 침전을 통해 가장자리 산화된 그래핀/그래파이트 플레이크를 화학적으로 분리할 수 있으며, 더 큰(더 증점성인/더 중질인) 물질이 먼저 현탁액으로부터 석출되되어 좁은 그래핀 산화물 플레이크 분배를 생성할 수 있다. 입자 크기는 이 과정 동안에 동적 광 산란 측정 기기(Dynamic Light Scattering measurement tool)로 모니터링할 수 있다. 동적 광 산란 기기는 입자 크기를 30Å까지 분해(resolve)할 수 있다.
바람직하게는, 현탁액으로서의 호스트에 긍정적인 영향을 미치기 위해서는 표면적 대 두께 비가 약 300 초과여야 한다. 산화된 그래파이트/그래핀 산화물을 함유하는 물의 pH는 5 내지 9의 범위일 수 있으며, 미디어의 현탁액을 유지하는 동안 생성된 물/그래핀/그래파이트 산화물 혼합물의 pH는 전형적으로 약 7이다. 기계화학적 공정을 제어하여 0.1% 내지 30%가 산화된 그래핀/그래파이트를 가공할 수 있다. 달리 나타내거나 허머스 공정에 의해 생성되지 않는 한, 본원에 사용된 용어 "그래핀"은 0.1% 내지 30%가 산화된 그래핀/그래파이트를 의미한다. 관능기는 실질적으로 에폭시 그룹이 없는 그래핀 구조를 보존하는 가장자리 탄소 상의 COOH일 수 있다.
이러한 방법으로 제조된 산화된 그래핀/그래파이트는 전형적으로 친수성이며 중성 수용액에 쉽게 현탁된다. 산화된 그래파이트는 용액의 pH가 변할 때까지 현탁액으로 유지할 수 있다.
2000RPM 이하로 작동하는 볼 밀은 일반적으로, 밀링 볼 또는 탱크에 부착되는 그래핀의 응집을 방지하기에 충분할 수 있다.
그래핀/그래파이트는 기계적 진탕 공정에서 호스트 분말 또는 액체와 배합될 수 있다.
그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들은 그래핀/그래파이트 첨가제의 용융 블렌딩, 역회전 스크류, 음파처리, 또는 다른 혼합 공정과 같은 다른 방법들 이외에 배향 및 혼합을 위해 전단력 및 적층력(laminar forces)을 사용하여 정렬될 수 있다. 기타 분말들은 캐스팅되거나, 압출되거나, 또는 그렇치 않으면 화학 처리, 열 처리, 전기 처리, 전단 처리 또는 기계적 처리를 통해 원거리 또는 단거리 규칙성 또는 결합을 유도함에 의해 최종 생성물로 가공될 수 있다. 균일한 분배를 야기하는 혼합은 볼 밀 또는 다른 혼합 장치에서 수분 내지 수백분 내에 달성될 수 있다.
따라서, 하나의 비제한적인 예에서, 본 발명은, 그래핀/그래파이트 산화물과 기타 친수성 분말들이 혼합된 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법으로서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 수득하는 단계(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 상당한 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 상당한 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 갖는다); 예를 들면, 보통 포틀랜드 시멘트 (및 기타 건조 분말들)과 배합하는 단계; 음파 혼합 시스템에서 적어도 30분 동안 혼합하는 단계; 및 물을 첨가하여 상기 분말들을 반응시키고 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조됨을 포함한다. 일례로, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은 상기 건조 분말 재료를 기준으로 하여 0.00005질량% 초과이다. 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크, 시멘트 및 물을 배합함으로써, 그래핀/그래파이트 산화물의 첨가에 의해 향상되는 기계적, 전기적 또는 열적 물리적 성질들 중 하나 이상이 개질되었다. 일례로, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는 약 0.8 내지 16나노미터 두께이다. 또 다른 예로, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%는, 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는다. 종종, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 최대 치수는 220옹스트롬 내지 100마이크론이다. 일례로, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크는 주로 가장자리 산화를 갖는다. 또 다른 예로, 상기 플레이크 표면은 기타 분말들과 동일한 소수성을 갖는다. 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계화학적 박리시키는 단계는 교반되는 미디어 밀에서 형성될 수 있고, 상기 교반되는 미디어 밀은 어트리션 밀 또는 볼 밀이다.
본 발명 및 이의 이점이 상세하게 기술되어 있지만, 첨부된 청구범위에 의해 제한된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 대체 및 변경이 본원에서 가능할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 출원의 범위는 본 명세서에 기재된 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물(composition of matter), 수단, 방법 및 단계의 특정 양태들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명의 개시내용으로부터, 본원에 기재된 상응하는 양태들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하거나 이후에 개발될 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물, 수단, 방법 또는 단계가 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 이러한 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물, 수단, 방법 또는 단계를 이들의 범위 내에 포함하고자 한다.
본 발명 및 이의 이점이 상세하게 기술되어 있지만, 첨부된 청구범위에 의해 제한된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 대체 및 변형이 본원에서 가능할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 출원의 범위는 본 명세서에 기재된 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물, 수단, 방법 및 단계의 특정 양태들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명의 개시내용으로부터, 본원에 기재된 상응하는 양태들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하거나 이후에 개발될 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물, 수단, 방법 또는 단계가 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 이러한 공정, 기계, 제작, 물질의 조성물, 수단, 방법 또는 단계를 이들의 범위 내에 포함하고자 한다.
본 명세서에 논의된 어떠한 양태라도 본 발명의 임의의 방법, 키트, 시약 또는 조성물에 대해 실행될 수 있으며, 그 반대도 고려된다. 또한, 본 발명의 조성물은 본 발명의 방법을 달성하는데 사용될 수 있다.
본원에 기재된 특정 양태는 본 발명을 예시로 나타낸 것이며 본 발명을 제한하는 것이 아닌 것으로 이해될 것이다. 본 발명의 주요 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 양태에서 사용될 수 있다. 당업자는 일상적인 실험만을 사용하여 본원에 기재된 특정 과정들에 대한 다수의 등가물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 이러한 등가물은 본 발명의 범위 내에 있으며 청구범위에 의해 포함되는 것으로 간주된다.
본 명세서에서 언급된 모든 공보 및 특허 출원은 본 발명이 속하는 당업자의 기술 수준을 나타내는 것이다. 모든 공보 및 특허 출원은 각 개별 공보 또는 특허 출원이 구체적으로 그리고 개별적으로 참고로 포함되도록 나타낸 것과 동일한 정도로 본원에 참고로 포함된다.
청구범위 및/또는 명세서에서 용어 "포함하는(comprising)"과 함께 사용되는 경우, 용어 "a" 또는 "an"의 사용은 "하나"를 의미할 수 있지만, 이는 또한 "하나 이상", "적어도 하나", 및 "하나 또는 하나 이상"의 의미와도 일치한다. 청구범위에서 용어 "또는"의 사용은, 비록 개시내용이 단지 대안들 및 "및/또는"을 나타내는 정의를 뒷받침하더라도, 대안만을 나타내거나 대안이 상호 배타적인 것으로 명시적으로 나타내지 않는 한 "및/또는"을 의미하는데 사용된다. 본 출원 전반에 걸쳐, 용어 "약"은, 값이 장치에 대한 오차의 고유한 편차를 포함하고 방법이 연구 주제 사이에 존재하는 값 또는 편차를 측정하는데 사용됨을 나타내는데 사용된다.
본 명세서와 청구범위(들)에서 사용된 바와 같은 용어 "포함하는(comprising)"(및 "포함하다(comprise)" 및 "포함한다(comprises)"와 같은 포함하는의 임의의 형태), "갖는(having)"(및 "갖는다(have 및 has)"와 같은 갖는(having)의 임의의 형태), "포함하는(including)"(및 "포함하다(includes)" 및 "포함한다(include)"와 같은 포함하는의 임의의 형태), 또는 "함유하는(containing)"(및 "함유하다(contains)" 및 "함유한다(contain)"와 같은 함유하는의 임의의 형태)은 포괄적이거나 또는 제한이 없는 것이며, 추가의 열거되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 본원에 제공된 조성물 및 방법 중 어느 하나의 양태에서, "포함하는"은 " ~ 로 필수적으로 구성된(consisting essentially of)" 또는 "~로 구성된(consisting of)"으로 대체될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 어구 " ~ 로 필수적으로 구성된"은 명시된 정수(들) 또는 단계들 뿐만 아니라 청구된 발명의 특징 또는 기능에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들을 필요로 한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "구성된"은 언급된 정수(예를 들면, 특징, 요소, 특성, 성질, 방법/공정 단계 또는 제한) 또는 정수의 그룹(예를 들면, 특징(들), 요소(들), 특성(들), 성질(들), 방법/공정 단계들 또는 제한(들))만의 존재를 나타내는데 사용된다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "또는 이의 조합"은 이 용어 앞에 열거된 항목의 모든 순열 및 조합을 나타낸다. 예를 들면, "A, B, C, 또는 이의 조합"은 A, B, C, AB, AC, BC, 또는 ABC 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 의도되며, 특정 상황에서 순서가 중요하다면, 또한 BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC, 또는 CAB를 포함한다. 이러한 예에 이어서, BB, AAA, AB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB 등과 같은 하나 이상의 항목 또는 용어의 반복을 함유하는 조합이 명시적으로 포함된다. 당업자라면, 문맥으로부터 달리 명백하지 않는 한, 전형적으로 임의의 조합에서 항목이나 용어의 수에 제한이 없음을 이해할 것이다.
본원에 사용된 바와 같은 "약", "실질적인" 또는 "실질적으로"와 같지만 이에 제한되지 않는 근사의 용어들은, 이와 같이 수식되는 경우, 반드시 절대적이거나 완벽해야 하는 것은 아니지만 당업자들에게 존재하는 조건을 나타내는 것을 보장하기에 충분히 가까운 것으로 간주되는 것으로 이해되는 조건을 나타낸다. 기재내용이 변할 수 있는 정도는 변화가 얼마나 크게 일어나는지에 그리고 당업자가 변경된 특징을 변경되지 않은 특징의 요구되는 특성 및 성능을 여전히 갖는 것으로 인식하는지에 따라 좌우될 것이다. 일반적으로, 그러나 앞선 논의에 따라, "약"과 같은 근사의 용어에 의해 수식되는 본원에서의 수치 값은 언급된 값으로부터 적어도 ±1%, ±2%, ±3%, ±4%, ±5%, ±6%, ±7%, ±10, ±12% 또는 ±15%까지 변할 수 있다.
또한, 본원의 섹션 표제는 37 CFR 1.77 하의 제안과의 일관성을 위해 또는 달리 조직의 단서를 제공하기 위해 제공된다. 이러한 표제는 본 개시내용으로부터 제기될 수 있는 모든 청구범위에 기술된 발명(들)을 제한하거나 특성을 나타내지 않을 것이다. 구체적으로 그리고 예로서, 표제가 "발명의 분야"를 나타내고 있지만, 이러한 요구는 소위 기술 분야를 기술하는 이 표제 아래의 언어로 제한되어서는 안된다. 또한, "발명의 배경" 섹션에서 기술의 설명은, 기술이 본 개시내용에서 모든 발명(들)의 선행 기술이라는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. "요약"은 개시된 청구항에 기술된 발명(들)의 특성으로 간주되지 않는다. 또한, 본 개시내용에서 "발명"에 대한 모든 언급은 이 개시내용에 하나의 신규성 항목만이 존재함을 논증하는데 사용되어서는 안된다. 다수의 발명은 본 개시내용으로부터 개시된 다수의 청구항의 제한에 따라 기술될 수 있으며, 따라서 이러한 청구항은, 이에 의해 보호되는 본 발명(들) 및 이들의 등가물을 정의한다. 모든 경우에, 이러한 청구범위는 본 개시내용의 관점에서 이들 자체의 장점으로 간주될 것이지만 본원에 설명된 표제로 제약을 받지 않아야 한다.
본원에 개시되고 청구된 모든 조성물 및/또는 방법은 본 개시내용의 관점에서 과도한 실험 없이 수행되고 실행될 수 있다. 본 발명의 조성물 및 방법이 바람직한 양태의 측면에서 기재되어 있지만, 본 발명의 개념, 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 기재된 조성물 및/또는 방법, 및 방법의 단계 또는 단계의 순서에 변경이 적용될 수 있음이 당업자들에게 명백할 것이다. 당업자들에게 명백한 이러한 모든 유사한 대체 및 변형은 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 취지, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 여겨진다.

Claims (20)

  1. 그래핀/그래파이트 산화물과 기타 친수성 분말들이 혼합된 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법으로서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은,
    표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 수득하는 단계(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 갖는다);
    보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement) 및 기타 건조 분말들과 배합하는 단계;
    음파 혼합 시스템에서 적어도 30분 동안 혼합하는 단계; 및
    물을 첨가하여 상기 분말들을 반응시키고 경화되는 때에 시멘트질 복합체(composite)를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물이 상기 건조 분말 재료를 기준으로 하여 0.00005질량% 초과인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 기계적, 전기적 또는 열적 물리적 성질들 중 적어도 하나가 상기 그래핀/그래파이트 산화물의 첨가에 의해 향상되는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%가 0.8 내지 16나노미터 두께인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%가, 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 최대 치수가 220옹스트롬 내지 100마이크론인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크가 가장자리 산화(edge oxidation)를 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 플레이크 표면이 상기 보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들과 동일한 소수성을 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계화학적 박리시키는 단계가 교반되는 미디어 밀(stirred media mill)에서 수행되고, 상기 교반되는 미디어 밀이 어트리션 밀(Attrition mill) 또는 볼 밀(ball mill)인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  10. 그래핀/그래파이트 산화물과 기타 소수성 분말들이 혼합된 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법으로서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물은,
    표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들을 수득하는 단계(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 갖는다);
    모래 및 기타 건조 분말들과 배합하는 단계; 및
    음파 혼합 시스템에서 적어도 30분 동안 혼합하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물이 상기 건조 분말 재료를 기준으로 하여 0.00005질량% 초과인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 기계적, 전기적 또는 열적 물리적 성질들 중 적어도 하나가 상기 그래핀/그래파이트 산화물의 첨가에 의해 향상되는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%가 0.8 내지 16나노미터 두께인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 적어도 95%가, 최소 300옹스트롬의 표면적 대 두께 비를 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들의 최대 치수가 220옹스트롬 내지 100마이크론인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크가 가장자리 산화를 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 플레이크 표면이 상기 모래 및 기타 건조 분말들과 동일한 소수성을 갖는, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  18. 제10항에 있어서, 그래파이트를 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들로 기계화학적 박리시키는 단계가 교반되는 미디어 밀에서 수행되고, 상기 교반되는 미디어 밀이 어트리션 밀 또는 볼 밀인, 그래핀/그래파이트 산화물의 제조 방법.
  19. 시멘트 제조용 그래핀/그래파이트 산화물 제제(preparation)로서,
    보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들과 배합하여 혼합물을 형성하는, 표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 가진다)을 포함하며; 상기 혼합물은 물의 존재하에 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성할 수 있는, 시멘트 제조용 그래핀/그래파이트 산화물 제제.
  20. 그래핀/그래파이트 시멘트 복합체로서,
    표면적 대 두께 비가 300옹스트롬을 초과하고 두께가 160옹스트롬 미만인 그래핀/그래파이트 산화물 플레이크들(여기서, 상기 그래핀 플레이크들은 물리적 표면 뒤틀림을 갖지 않고 에폭시 관능성을 갖지 않으며 1.5질량% 초과의 산화 수준을 가진다)과 배합된 보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들; 및 상기 보통 포틀랜드 시멘트 및 기타 건조 분말들을 반응시키고 경화되는 때에 시멘트질 복합체를 형성하도록 물을 포함하는, 그래핀/그래파이트 시멘트 복합체.
KR1020177007534A 2014-08-18 2015-08-18 시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입 KR101902753B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462038481P 2014-08-18 2014-08-18
US62/038,481 2014-08-18
PCT/US2015/045657 WO2016028756A1 (en) 2014-08-18 2015-08-18 Graphite oxide entrainment in cement and asphalt composite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170046701A KR20170046701A (ko) 2017-05-02
KR101902753B1 true KR101902753B1 (ko) 2018-10-02

Family

ID=55351190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177007534A KR101902753B1 (ko) 2014-08-18 2015-08-18 시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9828290B2 (ko)
EP (2) EP3194337A4 (ko)
JP (1) JP6502474B2 (ko)
KR (1) KR101902753B1 (ko)
CA (1) CA2958208C (ko)
WO (1) WO2016028756A1 (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101625311B1 (ko) 2011-10-27 2016-05-27 갈모어, 인코포레이티드 복합체 그래핀 구조
KR101939968B1 (ko) 2013-03-08 2019-01-18 갈모어 인코포레이티드 호스트 내에서의 그래핀 비말동반
CA2903987C (en) 2013-03-08 2018-05-01 Richard Blair Large scale oxidized graphene production for industrial applications
JP6502474B2 (ja) * 2014-08-18 2019-04-17 ガーマー インク．Ｇａｒｍｏｒ， Ｉｎｃ． セメント及びアスファルト複合材中へのグラファイト酸化物の取り込み
US10351711B2 (en) 2015-03-23 2019-07-16 Garmor Inc. Engineered composite structure using graphene oxide
CA2982443C (en) 2015-04-13 2021-10-19 Garmor Inc. Graphite oxide reinforced fiber in hosts such as concrete or asphalt
WO2016200469A1 (en) 2015-06-09 2016-12-15 Garmor Inc. Graphite oxide and polyacrylonitrile based composite
EP4234204A3 (en) 2015-09-21 2024-01-03 Asbury Graphite of North Carolina, Inc. Low-cost, high-performance composite bipolar plate
CN106082837A (zh) * 2016-06-03 2016-11-09 广州大学 一种石墨烯导电混凝土
CN106430167B (zh) * 2016-09-20 2018-10-30 中国石油大学(北京) 一种亲油性石墨烯及其制备方法
CN106365160B (zh) * 2016-10-21 2018-06-08 杭州国彪超声设备有限公司 一种超声波剥离氧化石墨装置
KR102406770B1 (ko) 2016-10-26 2022-06-10 애즈버리 그래파이트 오브 노스 캐롤라이나, 인코포레이티드 저비용 고성능 물질을 위한 첨가제 코팅된 입자
CN107816140A (zh) * 2017-11-11 2018-03-20 郑志勇 一种墙体施工防漏工艺
CN107859185A (zh) * 2017-11-11 2018-03-30 邹城市邹旺食用菌有限公司 一种防漏水墙体结构
GB201804261D0 (en) * 2018-03-16 2018-05-02 Univ Exeter Graphene reinforced concrete
CN110857246A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 西安理工大学 一种氧化石墨烯复合的水泥砂浆及其制备方法
KR102005948B1 (ko) * 2019-02-18 2019-08-01 주식회사 로드씰 고기능성 아스팔트 개질재를 포함하는 개질아스팔트 침투식 마카담 포장용 조성물 및 이를 이용한 마카담 포장 방법
CN109897341B (zh) * 2019-02-26 2022-06-17 嘉兴烯成新材料有限公司 一种改性石墨烯增强环氧树脂的复合材料及制备方法
JP2022540308A (ja) * 2019-07-08 2022-09-15 アルター ビオタ インコーポレイテッド コンクリート混和剤として使用するための水性酸化グラフェンの製造
US11440844B2 (en) 2019-08-16 2022-09-13 S3 Concrete Technologies, Inc. Concrete product and methods of preparing the same
US11414347B2 (en) 2019-08-27 2022-08-16 S3 Concrete Technologies, Inc. Concrete product and methods of preparing the same
US11791061B2 (en) 2019-09-12 2023-10-17 Asbury Graphite North Carolina, Inc. Conductive high strength extrudable ultra high molecular weight polymer graphene oxide composite
US11851374B2 (en) 2020-07-15 2023-12-26 Northwestern University Cement reinforced with high concentrations of mechanically dispersed multiwalled carbon nanotubes and carbon nanofibers
CN112745063A (zh) * 2021-01-13 2021-05-04 武汉理工大学 一种阻燃温拌胶囊自愈合沥青混凝土及其制备方法
CA3214212A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Osaka Gas Co., Ltd. Additive for hydraulic compositions, and hydraulic composition using same
CN113213785B (zh) * 2021-06-04 2023-03-17 嘉华特种水泥股份有限公司 一种高强低水化热固井水泥及其制备方法
ES2908123B2 (es) * 2021-09-21 2023-03-14 Nanocarbonoids S L Morteros de cemento dopados con nanomateriales grafiticos y grafenicos con conduccion termoelectrica
CN113799252A (zh) * 2021-10-09 2021-12-17 于胜斌 一种基于石墨烯颗粒的水泥基导电复合材料生产工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074125A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 国立大学法人 北海道大学 酸化グラフェンシート及びこれを還元して得られるグラフェン含有物質を含有する物品、並びに、その製造方法

Family Cites Families (126)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2459520A (en) 1944-08-22 1949-01-18 Bruce D Greenshields Method of mixing bituminous materials with fillers
DE3543301A1 (de) 1985-12-07 1987-06-11 Roehm Gmbh Elektrisch leitende feste kunststoffe
JPS649808A (en) 1987-07-01 1989-01-13 Koa Oil Co Ltd Production of elastic graphite material
DK336689D0 (da) 1989-07-06 1989-07-06 Risoe Forskningscenter Fremstilling af materialer
US5360582A (en) 1991-07-15 1994-11-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Nonlinear optical materials containing polar disulfone-functionalized molecules
JP3373610B2 (ja) 1993-08-23 2003-02-04 オリヱント化学工業株式会社 帯電性樹脂粉体及びその関連技術
DE4433929A1 (de) 1994-09-23 1996-03-28 Basf Ag Wasseremulgierbare Polyisocyanate
CA2266631A1 (en) 1997-07-28 1999-02-04 Nisshinbo Industries Inc. Separator for fuel cells
JPH11297338A (ja) 1998-04-10 1999-10-29 Nisshinbo Ind Inc 固体高分子型燃料電地用セパレータ及びその製造方法
US6004712A (en) 1998-08-26 1999-12-21 Xerox Corporation Coated carrier
EP1296893A4 (en) 2000-05-24 2006-01-18 Superior Graphite Co METHOD FOR PRODUCING GRAPHITE INTERCAL. COMPOUNDS AND RESULTANT PRODUCTS.
US6503653B2 (en) 2001-02-23 2003-01-07 General Motors Corporation Stamped bipolar plate for PEM fuel cell stack
AU2002367776A1 (en) 2001-06-26 2003-11-03 Traptek Llc Imprinting methods for coating a textile with solid particles
US7329698B2 (en) 2001-08-06 2008-02-12 Showa Denko K.K. Conductive curable resin composition and separator for fuel cell
US20040000735A1 (en) 2002-06-28 2004-01-01 Graftech Inc. Partially expanded, free flowing, acid treated graphite flake
US7105108B2 (en) 2002-08-15 2006-09-12 Advanced Energy Technology Inc. Graphite intercalation and exfoliation process
KR100494239B1 (ko) 2002-09-11 2005-06-13 한국기계연구원 ＡＩ－ＳｉＣ 복합재료 박판의 제조방법
JP3659354B1 (ja) 2004-02-02 2005-06-15 セイコーエプソン株式会社 装飾品、装飾品の製造方法および時計
US20050208319A1 (en) 2004-03-22 2005-09-22 Finley James J Methods for forming an electrodeposited coating over a coated substrate and articles made thereby
WO2006022347A1 (ja) 2004-08-26 2006-03-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. コーティング組成物及び樹脂積層体
US20110223405A1 (en) 2005-11-18 2011-09-15 Northwestern University Composite polymer film with graphene nanosheets as highly effective barrier property enhancers
US8313724B2 (en) 2006-02-22 2012-11-20 William Marsh Rice University Short, functionalized, soluble carbon nanotubes, methods of making same, and polymer composites made therefrom
FR2900351B1 (fr) 2006-04-26 2008-06-13 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'une couche nanoporeuse de nanoparticules et couche ainsi obtenue
US20090311436A1 (en) 2006-05-16 2009-12-17 Board Of Trustees Of Michigan State University Conductive composite materials with graphite coated particles
US7449133B2 (en) 2006-06-13 2008-11-11 Unidym, Inc. Graphene film as transparent and electrically conducting material
US7623340B1 (en) 2006-08-07 2009-11-24 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate nanocomposites for supercapacitor electrodes
US20080048152A1 (en) 2006-08-25 2008-02-28 Jang Bor Z Process for producing nano-scaled platelets and nanocompsites
US7892514B2 (en) 2007-02-22 2011-02-22 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing nano-scaled graphene and inorganic platelets and their nanocomposites
US8168964B2 (en) * 2007-03-02 2012-05-01 Nec Corporation Semiconductor device using graphene and method of manufacturing the same
US8691129B2 (en) 2007-05-08 2014-04-08 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing exfoliated graphite composite compositions for fuel cell flow field plates
US8709213B2 (en) 2007-05-14 2014-04-29 Northwestern University Composite graphene oxide-polymer laminate and method
US9065086B2 (en) 2007-06-19 2015-06-23 GM Global Technology Operations LLC Thermoplastic bipolar plate
US7875219B2 (en) 2007-10-04 2011-01-25 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing nano-scaled graphene platelet nanocomposite electrodes for supercapacitors
WO2009059193A1 (en) 2007-10-31 2009-05-07 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for forming defects on graphitic materials and curing radiation-damaged graphitic materials
US8659009B2 (en) 2007-11-02 2014-02-25 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Locally gated graphene nanostructures and methods of making and using
US8693079B2 (en) 2008-01-31 2014-04-08 Ajjer, Llc Sealants and conductive busbars for chromogenic devices
EP2240405A4 (en) 2008-02-05 2011-06-15 John M Crain COATINGS WITH FUNCTIONALIZED GRAPH LAYERS AND ITEMS COATED WITH IT
JP5649979B2 (ja) 2008-02-28 2015-01-07 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 黒鉛のナノプレートレットおよび組成物
US8062496B2 (en) 2008-04-18 2011-11-22 Integran Technologies Inc. Electroplating method and apparatus
JP3143605U (ja) 2008-05-01 2008-07-31 株式会社浜野メッキ 物品の表面装飾構造
US8114375B2 (en) 2008-09-03 2012-02-14 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing dispersible nano graphene platelets from oxidized graphite
US8216541B2 (en) 2008-09-03 2012-07-10 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing dispersible and conductive nano graphene platelets from non-oxidized graphitic materials
US8501318B2 (en) 2008-09-03 2013-08-06 Nanotek Instruments, Inc. Dispersible and conductive nano graphene platelets
US20100092809A1 (en) 2008-10-10 2010-04-15 Board Of Trustees Of Michigan State University Electrically conductive, optically transparent films of exfoliated graphite nanoparticles and methods of making the same
WO2010065518A1 (en) 2008-12-01 2010-06-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for graphene-assisted fabrication of micro- and nanoscale structures and devices featuring the same
US8383243B2 (en) 2008-12-10 2013-02-26 Xerox Corporation Composite containing polymer, filler and metal plating catalyst, method of making same, and article manufactured therefrom
EP2373726A1 (de) 2008-12-11 2011-10-12 FutureCarbon GmbH Leitfähige zubereitung sowie verfahren zu deren herstellung
KR20160107362A (ko) 2008-12-12 2016-09-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 하이브리드 나노―탄소 층을 갖는 삼차원 배터리
WO2010085444A1 (en) 2009-01-26 2010-07-29 Dow Global Technologies Inc. Process for manufacture of graphite oxide with purge of chlorine dioxide
WO2010089326A1 (en) 2009-02-03 2010-08-12 Timcal S.A. New graphite material
TW201034276A (en) 2009-02-09 2010-09-16 Applied Materials Inc Mesoporous carbon material for energy storage
US8685544B2 (en) 2009-03-23 2014-04-01 The Boeing Company Durable UV blocking transparent coating
US9789634B2 (en) 2009-03-30 2017-10-17 Showa Denko K.K. Sheet press molding method and method of manufacturing fuel cell separator
US20110088931A1 (en) 2009-04-06 2011-04-21 Vorbeck Materials Corp. Multilayer Coatings and Coated Articles
JP5146402B2 (ja) 2009-05-19 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 炭素粒子含有被膜の成膜方法、伝熱部材、パワーモジュール、及び車両用インバータ
DE102009026655B3 (de) 2009-06-03 2011-06-30 Linde Aktiengesellschaft, 80331 Verfahren zur Herstellung eines Metallmatrix-Verbundwerkstoffs, Metallmatrix-Verbundwerkstoff und seine Verwendung
EP2275385B1 (en) 2009-07-15 2015-11-04 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Method of producing platelets comprising a layered material
US8226801B2 (en) 2009-07-27 2012-07-24 Nanotek Instruments, Inc. Mass production of pristine nano graphene materials
US8460814B2 (en) 2009-07-29 2013-06-11 The Invention Science Fund I, Llc Fluid-surfaced electrode
WO2011017338A2 (en) 2009-08-03 2011-02-10 University Of Idaho Method for making graphene
KR101119916B1 (ko) 2009-08-24 2012-03-13 삼성전자주식회사 그래핀 전극과 유기물/무기물 복합소재를 사용한 전자 소자 및 그 제조 방법
CN102740985A (zh) 2009-09-03 2012-10-17 分子纳米系统公司 用于制造电池电极的方法和系统以及从其获得的装置
CN102021633A (zh) 2009-09-09 2011-04-20 中国科学院金属研究所 一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法
MX2009013701A (es) 2009-12-15 2011-07-01 C Ct De Investigacion En Materiales Avanzados S Obtencion de grafeno via oxidacion en fase acuosa.
WO2011087301A2 (ko) 2010-01-15 2011-07-21 성균관대학교산학협력단 기체 및 수분 차단용 그래핀 보호막, 이의 형성 방법 및 그의 용도
GB201000743D0 (en) 2010-01-18 2010-03-03 Univ Manchester Graphene polymer composite
EP3352179B1 (en) 2010-02-09 2023-06-14 Graphene Square Inc. Graphene fiber and use thereof
DE102010013982A1 (de) 2010-04-06 2011-10-06 Bomag Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen und Verfahren zu deren Wartung
KR101159754B1 (ko) 2010-04-27 2012-06-28 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 흑연의 가장자리 기능화에 의한 그래핀의 제조 방법
US8574677B2 (en) 2010-05-12 2013-11-05 James L. Lee Layer-by-layer fabrication method of sprayed nanopaper
WO2011159922A2 (en) 2010-06-16 2011-12-22 The Research Foundation Of State University Of New York Graphene films and methods of making thereof
BR112012033012A2 (pt) 2010-06-25 2016-12-20 Univ Singapore método de formação de grafeno por esfoliação de grafite
EP2603453A4 (en) 2010-08-11 2015-08-26 Univ Pennsylvania LARGE-PLATED GRAPHIC LAYER: ARTICLES, COMPOSITIONS, METHODS AND DEVICES THEREWITH
US20120055612A1 (en) 2010-09-02 2012-03-08 International Business Machines Corporation Electrodeposition methods of gallium and gallium alloy films and related photovoltaic structures
KR101060463B1 (ko) 2010-10-22 2011-08-29 인제대학교 산학협력단 그래핀을 전기영동법으로 증착시켜 제조하는 상대전극의 제조방법, 그 방법에 의하여 제조된 상대전극 및 이를 포함하는 염료감응형 태양전지
US9114999B2 (en) 2010-10-28 2015-08-25 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Oxidized graphite and carbon fiber
JP5533639B2 (ja) 2010-12-24 2014-06-25 株式会社豊田中央研究所 発光体
RU2456361C1 (ru) 2011-01-11 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Металломатричный композит
CA2857947C (en) 2011-03-15 2015-08-04 Peerless Worldwide, Llc Facile synthesis of graphene, graphene derivatives and abrasive nanoparticles and their various uses, including as tribologically-beneficial lubricant additives
US8834959B2 (en) 2011-04-26 2014-09-16 Lawrence T. Drzal Method for the preparation of doped single graphene sheets
CN102800419B (zh) 2011-05-27 2014-07-09 清华大学 石墨烯导电膜结构的制备方法
JP5940658B2 (ja) * 2011-06-23 2016-06-29 モレキュラー レバー デザイン，エルエルシー ナノプレート−ナノチューブ複合体、その製造方法およびそれから得られる生成物
GB201110937D0 (en) 2011-06-27 2011-08-10 Ucl Business Plc Dispersion method
KR101245815B1 (ko) 2011-07-14 2013-03-21 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 기계 화학적 방법에 의한 가장자리가 기능화된 그래파이트 및 이의 제조 방법
KR101625311B1 (ko) 2011-10-27 2016-05-27 갈모어, 인코포레이티드 복합체 그래핀 구조
WO2013096990A1 (en) 2011-12-27 2013-07-04 Monash University Graphene oxide reinforced cement and concrete
KR101316547B1 (ko) 2012-02-07 2013-10-15 한국과학기술원 저 에폭시 그룹을 가지는 산화 그래핀의 제조 방법
US9561955B2 (en) 2012-03-08 2017-02-07 Nanotek Instruments, Inc. Graphene oxide gel bonded graphene composite films and processes for producing same
CN103359720B (zh) 2012-04-05 2015-04-01 清华大学 石墨烯纳米窄带的制备方法
KR101830797B1 (ko) 2012-04-16 2018-02-21 한국전자통신연구원 그래핀 섬유 제조방법
US9802206B2 (en) 2012-05-30 2017-10-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for producing graphene
KR101432541B1 (ko) 2012-07-13 2014-08-25 한국과학기술연구원 그라핀 탄소섬유 조성물 및 탄소섬유의 제조방법
CN102719719B (zh) 2012-07-17 2014-05-14 王永富 一种石墨烯改性的硬质合金及其应用
CN104884243B (zh) 2012-10-19 2017-07-18 新泽西鲁特格斯州立大学 制备石墨烯补强的聚合物基质复合材料的原位剥离法
US20140117745A1 (en) 2012-10-26 2014-05-01 Trek Bicycle Corp. Enhanced bicycle braking surfaces
US20140143018A1 (en) 2012-11-21 2014-05-22 Verint Americas Inc. Predictive Modeling from Customer Interaction Analysis
FR2998573B1 (fr) * 2012-11-26 2015-09-04 Arkema France Melange maitre a base de nanocharges carbonees et de superplastifiant, et son utilisation dans des systemes inorganiques durcissables
EP2939979B1 (en) * 2012-12-28 2021-10-27 Posco Graphene-polymer coated steel sheet
CN103058541A (zh) * 2013-01-22 2013-04-24 大连海事大学 氧化石墨烯作为水泥早期强度增强剂的应用
KR101327501B1 (ko) 2013-01-22 2013-11-08 성균관대학교산학협력단 그래핀 산화물 및 환원된 그래핀 산화물을 포함하는 광섬유, 및 이를 포함하는 가스 센서의 제조 방법
CN103215693B (zh) 2013-02-01 2015-05-20 清华大学 氧化石墨烯修饰的酚醛树脂基超细多孔炭纤维及制备方法
KR101939968B1 (ko) 2013-03-08 2019-01-18 갈모어 인코포레이티드 호스트 내에서의 그래핀 비말동반
CA2903987C (en) 2013-03-08 2018-05-01 Richard Blair Large scale oxidized graphene production for industrial applications
US20140272199A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Yi-Jun Lin Ultrasonic spray coating of conducting and transparent films from combined graphene and conductive nano filaments
CN103130436B (zh) * 2013-03-25 2015-03-18 中国科学院上海硅酸盐研究所 氧化石墨烯和石墨烯增强水泥基复合材料及其制备方法
KR20130048741A (ko) 2013-04-08 2013-05-10 이재환 액상 경화성 조성물
CN103408880B (zh) 2013-06-27 2015-10-14 安徽百特新材料科技有限公司 一种聚丙烯腈/石墨烯复合材料的制备方法
CA2916516A1 (en) 2013-06-28 2014-12-31 Graphene 3D Lab Inc. Dispersions for nanoplatelets of graphene-like materials
KR101533636B1 (ko) 2013-08-30 2015-07-06 한국기계연구원 부분 환원된 산화 그래핀을 포함하는 탄소 섬유 복합재 및 이의 제조방법
CN103757823A (zh) 2013-10-16 2014-04-30 浙江三志纺织有限公司 制备G/Sn/PAN基碳纳米纤维膜的方法
WO2015065893A1 (en) 2013-10-28 2015-05-07 Garmor, Inc. Ultra-low oxidized thin graphite flakes
CN103819915B (zh) 2014-02-26 2015-09-30 西安理工大学 一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法
CN103962102A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 苏州洁宝机械有限公司 一种细沙-氧化石墨烯复合吸附材料
JP5873138B2 (ja) 2014-06-24 2016-03-01 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機用のキー溝加工用加工プログラム作成装置
JP6502474B2 (ja) 2014-08-18 2019-04-17 ガーマー インク．Ｇａｒｍｏｒ， Ｉｎｃ． セメント及びアスファルト複合材中へのグラファイト酸化物の取り込み
CN104446176B (zh) 2014-08-25 2016-06-15 北京建筑大学 一种水泥基复合材料及其压敏传感器
WO2016040612A1 (en) 2014-09-11 2016-03-17 Garmor, Inc. Graphite oxide entrainment in cement and asphalt composite
CN104319372B (zh) 2014-11-14 2017-02-01 湖南大学 一种制备高性能锂离子电池用无粘结剂负极的氧化锡/碳纤维毡的方便方法
WO2016123080A1 (en) 2015-01-26 2016-08-04 Garmor, Inc. Uv protection of polymers
JP6484348B2 (ja) 2015-03-13 2019-03-13 ユニバーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレイテッド ホスト中でのグラフェンナノ粒子の均一な分散
US10351711B2 (en) 2015-03-23 2019-07-16 Garmor Inc. Engineered composite structure using graphene oxide
JP6603729B2 (ja) 2015-03-27 2019-11-06 ユニバーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレイテッド 修復及び保護コーティングの溶射
CA2982443C (en) 2015-04-13 2021-10-19 Garmor Inc. Graphite oxide reinforced fiber in hosts such as concrete or asphalt
CN104844930A (zh) 2015-04-28 2015-08-19 芜湖众力部件有限公司 一种利用多孔氧化铝负载复合阻燃剂的高效改性pp复合料及其制备方法
WO2016200469A1 (en) 2015-06-09 2016-12-15 Garmor Inc. Graphite oxide and polyacrylonitrile based composite
EP4234204A3 (en) 2015-09-21 2024-01-03 Asbury Graphite of North Carolina, Inc. Low-cost, high-performance composite bipolar plate

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074125A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 国立大学法人 北海道大学 酸化グラフェンシート及びこれを還元して得られるグラフェン含有物質を含有する物品、並びに、その製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2958208A1 (en) 2016-02-25
EP3194337A4 (en) 2018-04-11
US20180057404A1 (en) 2018-03-01
CA2958208C (en) 2020-02-18
JP2017529300A (ja) 2017-10-05
WO2016028756A1 (en) 2016-02-25
EP4234511A3 (en) 2023-09-27
KR20170046701A (ko) 2017-05-02
EP3194337A1 (en) 2017-07-26
US10351473B2 (en) 2019-07-16
JP6502474B2 (ja) 2019-04-17
US9828290B2 (en) 2017-11-28
EP4234511A2 (en) 2023-08-30
US20170233290A1 (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101902753B1 (ko) 시멘트 및 아스팔트 복합체 내의 그래파이트 산화물 유입
US10995002B2 (en) Large scale oxidized graphene production for industrial applications
Estili et al. The homogeneous dispersion of surfactantless, slightly disordered, crystalline, multiwalled carbon nanotubes in α-alumina ceramics for structural reinforcement
JP6522777B2 (ja) 酸化グラフェンを用いた設計複合構造体
Chatterjee et al. Size and synergy effects of nanofiller hybrids including graphene nanoplatelets and carbon nanotubes in mechanical properties of epoxy composites
Tang et al. The use of rhodamine B-decorated graphene as a reinforcement in polyvinyl alcohol composites
Cao et al. Large-scale exfoliation of hexagonal boron nitride nanosheets in liquid phase
Ning et al. Largely enhanced crystallization of semi-crystalline polymer on the surface of glass fiber by using graphene oxide as a modifier
Ma et al. Non-covalently modified reduced graphene oxide/polyurethane nanocomposites with good mechanical and thermal properties
WO2016040612A1 (en) Graphite oxide entrainment in cement and asphalt composite
Goyat et al. Thermomechanical response and toughening mechanisms of a carbon nano bead reinforced epoxy composite
Zhang et al. Supramolecular graphene oxide-alkylamine hybrid materials: variation of dispersibility and improvement of thermal stability
Qi et al. Tuning the structure of graphene oxide and the properties of poly (vinyl alcohol)/graphene oxide nanocomposites by ultrasonication
George et al. Thermally conductive thin films derived from defect free graphene-natural rubber latex nanocomposite: Preparation and properties
Thayumanavan et al. Effect of surfactant and sodium alginate modification of graphene on the mechanical and thermal properties of polyvinyl alcohol (PVA) nanocomposites
Luo et al. Interfacial enhancement of maleated polypropylene/silica composites using graphene oxide
Yusof et al. Concentration-dependent properties of amorphous carbon nanotube/silica composites via the sol–gel technique
Bian et al. HDPE composites strengthened–toughened synergistically by l‐aspartic acid functionalized graphene/carbon nanotubes hybrid nanomaterials
US20100197832A1 (en) Isolated nanotubes and polymer nanocomposites
Prusty et al. Dispersion of expanded graphite as nanoplatelets in a copolymer matrix and its effect on thermal stability, electrical conductivity and permeability
Klunbud et al. Decoration of graphene oxide nanosheets with amino silane‐functionalized silica nanoparticles for enhancing thermal and mechanical properties of polypropylene nanocomposites
Reed Functionalization of nanocomposite dielectrics
Alam et al. Effect of sonication on the synthesis of exfoliated graphite nanoplatelets by thermal exfoliation process
Ko et al. Modified graphene sheets/polyimide composites prepared using in-situ polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant