RU2574528C1 - Graphene electrical conductor and method of its fabrication (versions) - Google Patents
Graphene electrical conductor and method of its fabrication (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574528C1 RU2574528C1 RU2014142565/02A RU2014142565A RU2574528C1 RU 2574528 C1 RU2574528 C1 RU 2574528C1 RU 2014142565/02 A RU2014142565/02 A RU 2014142565/02A RU 2014142565 A RU2014142565 A RU 2014142565A RU 2574528 C1 RU2574528 C1 RU 2574528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphene
- fiber
- central carrier
- layer
- carrier dielectric
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 73
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 24
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012210 heat-resistant fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 240000007524 Camellia sinensis var. sinensis Species 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N D-Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 210000004209 Hair Anatomy 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K Trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 210000002268 Wool Anatomy 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011778 trisodium citrate Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N β-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области электрической техники, в частности к безметаллическому электрическому проводнику. Изобретение относится также к способам изготовления графеновых проводников, применяемых в различных областях техники, в том числе там, где нежелательно использовать металлические электропровода.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to a non-metallic electrical conductor. The invention also relates to methods for the manufacture of graphene conductors used in various fields of technology, including where it is undesirable to use metal wires.
Уровень техникиState of the art
Использующиеся сегодня провода для передачи энергии электрического тока состоят из меди или алюминия. Медь, как правило, используется внутри помещений: дома, квартиры, офисы, самолеты, Международные космические станции и т.п.The wires used today for transmitting electric current energy consist of copper or aluminum. Copper, as a rule, is used indoors: houses, apartments, offices, airplanes, international space stations, etc.
Алюминий - для передачи на большие расстояния. Существуют определенные ограничения на сечение металлических проводов для передачи энергии определенной мощности. Вызвано это в первую очередь наличием внутреннего сопротивления и связанным с ним тепловыделением при прохождении тока.Aluminum - for transmission over long distances. There are certain restrictions on the cross section of metal wires for the transmission of energy of a certain power. This is primarily due to the presence of internal resistance and the associated heat release during the passage of current.
Физическая природа 2D-кристалла графена такова, что электроны в графене перемещаются на значительные расстояния без рассеяния - баллистически; отсюда допустимая плотность тока в графене на 6 порядков может превышать этот показатель для меди. Кроме того, баллистическая проводимость практически не связана с выделением тепла (А.Г. Алексеенко. Графен. - М.: БИНОМ Лаборатория знаний, 2014).The physical nature of the 2D graphene crystal is such that the electrons in graphene travel considerable distances without scattering — ballistically; hence, the permissible current density in graphene by 6 orders of magnitude can exceed this indicator for copper. In addition, ballistic conductivity is practically not associated with heat generation (A.G. Alekseenko. Graphene. - M .: BINOM Laboratory of Knowledge, 2014).
Кроме того, тот факт, что углерод графена в 2,2 раза легче Al и в 5 раз легче Cu, - обстоятельство критически важное для летательных аппаратов, где общий вес медных проводов достигает нескольких тонн. В этом случае сокращение веса проводов позволит увеличить полезную нагрузку летательного аппарата.In addition, the fact that graphene carbon is 2.2 times lighter than Al and 5 times lighter than Cu is a critically important circumstance for aircraft, where the total weight of copper wires reaches several tons. In this case, reducing the weight of the wires will increase the payload of the aircraft.
Однако отмеченные выше уникальные физические характеристики графена установлены на отдельных чешуйках наноразмеров (С.П. Губин, С.В. Ткачев. Графен и родственные наноформы углерода. - М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 3-е изд., 2014).However, the unique physical characteristics of graphene noted above were established on individual nanoscale flakes (S.P. Gubin, S.V. Tkachev. Graphene and related carbon nanoforms. - M.: Book House LIBROKOM, 3rd ed., 2014).
Чтобы оценить практическую значимость уникальных электрофизических характеристик графена необходимо провести всесторонние испытания графенового электропровода достаточной длины. Однако способы создания таких графеновых проводов до последнего времени были неизвестны, поэтому в уровне техники не выявлено наиболее близкого устройства (прототипа) графенового электропровода и способа его изготовления.In order to assess the practical significance of the unique electrophysical characteristics of graphene, it is necessary to conduct comprehensive tests of a graphene electric wire of sufficient length. However, until recently, the methods for creating such graphene wires were unknown; therefore, the closest device (prototype) of a graphene electric wire and its manufacturing method have not been identified.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения - создание технологии изготовления электропровода неограниченной длины на основе графена.The present invention is the creation of technology for the manufacture of an unlimited length of wire based on graphene.
Указанная задача решается тем, что графеном покрывают поверхность подложки неограниченной длины, в качестве которой используются промышленно выпускаемые волокна как полимерные, так и минеральные; они тонкие (0,6-25 мкм), легкие (1,2 - 2,8 г/см3) и имеют практически неограниченную длину.This problem is solved by the fact that graphene cover the surface of the substrate of unlimited length, which are used as industrially produced fibers, both polymer and mineral; they are thin (0.6-25 μm), light (1.2 - 2.8 g / cm 3 ) and have an almost unlimited length.
Графеновые электропровода найдут применение там, где по тем или иным причинам нежелательно использование металлических электропроводов.Graphene electric wires will find application where, for one reason or another, the use of metal electric wires is undesirable.
Технический результат - снижение тепловыделения и уменьшение веса электропровода.The technical result is a decrease in heat dissipation and a decrease in the weight of the electric wire.
Указанный технический результат достигается тем, что графеновый электропровод состоит из трех частей: центрального несущего диэлектрического волокна, покрывающего его поверхность проводящего слоя графена и изолирующего защитного покрытия.The indicated technical result is achieved in that the graphene electrical conductor consists of three parts: a central carrier dielectric fiber covering its surface of the conductive graphene layer and an insulating protective coating.
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна могут быть использованы волокна из класса синтетических химических волокон или термостойкие волокна на основе полиароматики.As the central carrier dielectric fiber, fibers from the class of synthetic chemical fibers or heat-resistant fibers based on polyaromatics can be used.
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна могут быть использованы волокна из класса природных натуральных волокон.As the central carrier dielectric fiber, fibers of the class of natural natural fibers can be used.
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна могут быть использованы минеральные волокна.Mineral fibers can be used as the central carrier dielectric fiber.
Указанный технический результат достигается тем, что способ изготовления графенового электропровода включает нанесение слоя графена на поверхность центрального несущего диэлектрического волокна и далее нанесение изолирующего защитного покрытия.The specified technical result is achieved in that the method of manufacturing a graphene electric wire includes applying a layer of graphene to the surface of the central carrier dielectric fiber and then applying an insulating protective coating.
Возможно предварительное нанесение слоя оксида графена на поверхность центрального несущего диэлектрического волокна с его последующим восстановлением до графена известными методами.It is possible to pre-apply a layer of graphene oxide on the surface of a central carrier dielectric fiber with its subsequent reduction to graphene by known methods.
Возможно также изготовление слоя графена на центральном несущем диэлектрическом волокне путем термораспада углеродсодержащих соединений на его поверхности путем предварительного покрытия поверхности ароматическим полимером или пеком, а также через газовую фазу путем пропускания углеводородных газов над поверхностью волокна, нагретого до температуры 600-1200°С.It is also possible to produce a graphene layer on a central carrier dielectric fiber by thermal decomposition of carbon-containing compounds on its surface by preliminary coating the surface with aromatic polymer or pitch, as well as through the gas phase by passing hydrocarbon gases over the surface of the fiber heated to a temperature of 600-1200 ° C.
Возможно изготовление слоя графена на центральном несущем диэлектрическом волокне путем науглероживания поверхности волокна потоком атомов углерода.It is possible to produce a graphene layer on a central carrier dielectric fiber by carburizing the fiber surface with a stream of carbon atoms.
Для увеличения электропроводности электропровода может быть проведено повторное нанесение графена на уже покрытое центральное несущее диэлектрическое волокно одним из заявленных способов.To increase the electrical conductivity of the electric wire, re-deposition of graphene on an already coated central carrier dielectric fiber can be carried out using one of the claimed methods.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлена принципиальная схема технологии непрерывного производства графенового провода.In FIG. 1 is a schematic diagram of a technology for the continuous production of graphene wire.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение безметаллического графенового провода.In FIG. 2 is a schematic illustration of a non-metallic graphene wire.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - кислотно-щелочная модификация; 2 - сушка; 3 - обработка раствором восстановителя; 4 - термообработка; 5 - нанесение защитного покрытия; 6 - защитное покрытие; 7 - графен; 8 - диэлектрическое волокно.The following notation is used in the figures: 1 — acid-base modification; 2 - drying; 3 - treatment with a solution of a reducing agent; 4 - heat treatment; 5 - applying a protective coating; 6 - a protective coating; 7 - graphene; 8 - dielectric fiber.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Безметаллический графеновый электропровод (фиг. 2) состоит из трех частей:The non-metallic graphene electric wire (Fig. 2) consists of three parts:
а) центрального несущего диэлектрического волокна 8;a) a central carrier
б) покрывающего поверхность волокна 8 проводящего слоя графена 7;b) a conductive layer of
в) известного стандартного изолирующего защитного покрытия 6, например полимерного.c) a known standard insulating
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна могут быть использованы волокна из класса синтетических химических волокон: ацетатное, полиамидное, полиэфирное, полиакрилонитрильное, полипропиленовое, полиуретановое и др., а также термостойкие волокна на основе полиароматики: кевлар и др.As the central carrier dielectric fiber, fibers from the class of synthetic chemical fibers can be used: acetate, polyamide, polyester, polyacrylonitrile, polypropylene, polyurethane, etc., as well as heat-resistant fibers based on polyaromatics: Kevlar and others.
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна могут быть также использованы волокна из класса природных натуральных волокон: шелк, шерсть, волосы, хлопок, лен.As the central carrier dielectric fiber, fibers from the class of natural natural fibers can also be used: silk, wool, hair, cotton, linen.
В качестве центрального несущего диэлектрического волокна также могут быть использованы минеральные волокна: стеклянное, асбестовое, базальтовое.Mineral fibers can also be used as the central carrier dielectric fiber: glass, asbestos, and basalt.
Нанесение слоя графена на поверхность центрального несущего диэлектрического волокна может осуществляться следующим образом:The application of a layer of graphene on the surface of the central carrier dielectric fiber can be carried out as follows:
- на поверхность центрального волокна предварительно наносят слой оксида графена с его последующим восстановлением до графена известными методами;- a layer of graphene oxide is preliminarily applied to the surface of the central fiber with its subsequent reduction to graphene by known methods;
- слой графена на волокне создают путем термораспада углеродсодержащих соединений на его поверхности как путем предварительного покрытия поверхности ароматическим полимером или пеком, так и через газовую фазу путем пропускания углеводородных газов над поверхностью волокна, нагретого до температуры 600-1200°С;- a layer of graphene on the fiber is created by thermal decomposition of carbon-containing compounds on its surface both by preliminary coating the surface with an aromatic polymer or pitch, and through the gas phase by passing hydrocarbon gases over the surface of the fiber heated to a temperature of 600-1200 ° C;
- слой графена на волокне создают путем науглероживания поверхности волокна потоком атомов углерода различного происхождения: магнетронного, лазерной абляции, электродугового и др.- a layer of graphene on the fiber is created by carburizing the surface of the fiber with a stream of carbon atoms of various origins: magnetron, laser ablation, electric arc, etc.
С целью увеличения электропроводности электропровода проводят повторное нанесение графена на уже покрытое центральное волокно одним из перечисленных способов.In order to increase the electrical conductivity of the electric wire, graphene is re-applied to the already coated central fiber by one of the listed methods.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, не ограничивающими предмет изобретения.The invention is illustrated by the following examples, not limiting the subject of the invention.
Предлагается несколько способов (вариантов) изготовления графенового электропровода.Several methods (options) for the manufacture of graphene electric wire are proposed.
Вариант 1Option 1
Электростатическое взаимодействие предварительно разноименно-заряженных оксида графена и поверхности волокна. Принципиальная схема технологии непрерывного производства графенового провода приведена на фиг. 1.Electrostatic interaction of previously oppositely charged graphene oxide and fiber surface. A schematic diagram of the technology for the continuous production of graphene wire is shown in FIG. one.
Стадия 1 - В зависимости от состава волокно в ванне 1 обрабатывается щелочью, и его поверхность приобретает отрицательный заряд, или кислотой, и тогда его поверхность приобретает положительный заряд.Stage 1 - Depending on the composition, the fiber in the bath 1 is treated with alkali, and its surface acquires a negative charge, or acid, and then its surface acquires a positive charge.
Стадия 2 - В ванну 3 наливается водная дисперсия оксида графена, в которой чешуйки оксида графена заряжены противоположно заряду, полученному волокном в ванне 1.Stage 2 - An aqueous dispersion of graphene oxide is poured into the bath 3, in which the graphene oxide flakes are charged opposite to the charge obtained by the fiber in the bath 1.
Стадия 3 - Процесс восстановления оксида графена до графена на поверхности волокна; на фиг. 1 показан один из вариантов восстановления - термообработка в печи в интервале температур 250-800°С. Вместо печи здесь может находиться ванна с раствором восстановителя; в качестве последнего может использоваться любой из известных восстановителей оксида графена: глюкоза, аскорбиновая кислота, цитрат натрия, спирты, NaBH4 и другие гидриды, чай, танины и другие восстановители, а также электрический ток.Stage 3 - The process of reducing graphene oxide to graphene on the surface of the fiber; in FIG. 1 shows one of the options for recovery - heat treatment in a furnace in the temperature range 250-800 ° C. Instead of a furnace, there may be a bath with a solution of a reducing agent; as the latter, any of the known graphene oxide reducing agents can be used: glucose, ascorbic acid, sodium citrate, alcohols, NaBH 4 and other hydrides, tea, tannins and other reducing agents, as well as electric current.
Последняя стадия - Ванна 4, нанесение изолирующего покрытия стандартным методом.The last stage is Bath 4, applying an insulating coating by the standard method.
Вариант 2Option 2
Ковалентное связывание поверхности волокна и оксида графена с последующим восстановлением последнего.Covalent bonding of the surface of the fiber and graphene oxide, followed by reduction of the latter.
Для ковалентного связывания используются линкеры - полифункциональные соединения, способные одним концом связываться с поверхностью волокна, другим - с функциональными группами оксида графена. В качестве таких линкеров в зависимости от природы волокна используются полигалогениды (SiCl4, TiCl4, POCl3 и др.), ω-галогенкарбоновые кислоты, ω-дикислоты, ω-диамины и другие полифункциональные молекулы. В этом случае на схеме (см. фиг. 1) две последние стадии остаются неизменными, а вместо ванн 1 и 3 появляются реакторы, в которых волокно и оксид графена обрабатываются линкерами (в растворах или непосредственно).For covalent bonding, linkers are used - polyfunctional compounds that can bind to the surface of the fiber at one end and to the functional groups of graphene oxide at the other. As such linkers, depending on the nature of the fiber, polyhalides (SiCl 4 , TiCl 4 , POCl 3 , etc.), ω-halogen carboxylic acids, ω-diacids, ω-diamines and other multifunctional molecules are used. In this case, in the diagram (see Fig. 1), the last two stages remain unchanged, and instead of baths 1 and 3, reactors appear in which the fiber and graphene oxide are treated with linkers (in solutions or directly).
Вариант 3Option 3
Волокно пропускается через реактор стандартной CVD установки, где в токе смеси аргона и углеводородного газа в интервале температур 800-1200°С покрывается пленкой графена. В качестве углеводородного газа используются метан, этан, этилен, ацетилен, изопрен, бензол, ксилол и др.The fiber is passed through the reactor of a standard CVD installation, where it is coated with a graphene film in a stream of a mixture of argon and hydrocarbon gas in the temperature range 800-1200 ° C. Methane, ethane, ethylene, acetylene, isoprene, benzene, xylene, etc. are used as hydrocarbon gas.
В результате получают графеновый электропровод с сопротивлением от 2 Ом до 500 кОм в зависимости от сечения.The result is a graphene electrical wire with a resistance of 2 ohms to 500 kOhm depending on the cross section.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения показал, что совокупность существенных признаков заявленного комплекса не известна из уровня техники и значит соответствует условию патентоспособности «Новизна».A comparative analysis of the claimed invention showed that the set of essential features of the claimed complex is not known from the prior art and therefore meets the condition of patentability "Novelty".
В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».In the prior art there were no signs that coincided with the distinguishing features of the claimed invention and affecting the achievement of the claimed technical result, therefore, the claimed invention meets the patentability condition "Inventive step".
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявляемого графенового электропровода в электротехнике для передачи энергии электрического тока, и поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».The above information confirms the possibility of using the inventive graphene electric wire in electrical engineering to transmit electric current energy, and therefore, the claimed invention meets the patentability condition "Industrial Applicability".
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574528C1 true RU2574528C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697701C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-08-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of producing a biological sensor based on graphene oxide and a biological sensor on a flexible substrate |
| RU216482U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-02-07 | Михаил Сергеевич Игнатьев | BOARD WIRE LIGHTWEIGHT |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803786A (en) * | 1952-10-29 | 1957-08-20 | Chase Shawmut Co | Cable protection |
| RU2336585C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-10-20 | Броня Цой | Electrical current conductor and method of its production |
| JP2009179915A (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Japan Science & Technology Agency | Carbon fiber having high conductivity, method for producing the same and use thereof |
| US8492753B2 (en) * | 2010-09-28 | 2013-07-23 | Empire Technology Development Llc | Directionally recrystallized graphene growth substrates |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803786A (en) * | 1952-10-29 | 1957-08-20 | Chase Shawmut Co | Cable protection |
| RU2336585C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-10-20 | Броня Цой | Electrical current conductor and method of its production |
| JP2009179915A (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Japan Science & Technology Agency | Carbon fiber having high conductivity, method for producing the same and use thereof |
| JP5312813B2 (en) * | 2008-01-31 | 2013-10-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Highly conductive carbon fiber manufacturing method, power transmission filament manufacturing method, and power transmission cable manufacturing method |
| US8492753B2 (en) * | 2010-09-28 | 2013-07-23 | Empire Technology Development Llc | Directionally recrystallized graphene growth substrates |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697701C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-08-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of producing a biological sensor based on graphene oxide and a biological sensor on a flexible substrate |
| RU216482U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-02-07 | Михаил Сергеевич Игнатьев | BOARD WIRE LIGHTWEIGHT |
| RU216484U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-02-07 | Михаил Сергеевич Игнатьев | MOUNTING WIRE LIGHTWEIGHT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101294596B1 (en) | Composition and method of carbon nanotube paste for flat heating element device | |
| Zou et al. | Near-instantaneously self-healing coating toward stable and durable electromagnetic interference shielding | |
| US9362024B2 (en) | High voltage transmission line cable based on textile composite material | |
| CN105741975A (en) | Graphene-coated energy-saving metal lead preparation method | |
| CN110310765A (en) | A kind of carbon nanotube enameled wire and its application | |
| Li et al. | Flexible and highly conductive AgNWs/PEDOT: PSS functionalized aramid nonwoven fabric for high‐performance electromagnetic interference shielding and joule heating | |
| CN105575514A (en) | High temperature resistant and fireproof cable | |
| CN106548822A (en) | A kind of high temperature resistant composite conductor and preparation method thereof | |
| CN104319008A (en) | High-temperature-resistant low-loss compound insulation coaxial cable | |
| US20130048337A1 (en) | Carbon-based substrates with organometallic fillers | |
| WO2017159917A1 (en) | Method for fabricating electrically conductive carbon paper | |
| US20200027626A1 (en) | Electric conductor | |
| CN107887060A (en) | The data center power sources light-duty fire-resisting flexible cable of graphene copper composite core | |
| RU2574528C1 (en) | Graphene electrical conductor and method of its fabrication (versions) | |
| Zhao et al. | Synthesis of a functionalised phosphazene‐containing nanotube/epoxy nanocomposite with enhanced flame retardancy | |
| Liu et al. | Bifunctional flexible fabrics with excellent Joule heating and electromagnetic interference shielding performance based on copper sulfide/glass fiber composites | |
| Ma et al. | Formation of C-doped SiO2 coatings on carbon fibers by the sol-dipping process | |
| Zhao et al. | Preparation of high‐k composites with low dielectric loss based on the double‐layer coaxial structure of inorganic/polymer | |
| CN105575469A (en) | High temperature resistant cable | |
| CN201956097U (en) | Single-glass-coated corona-resistant composite film sintered copper flat wire | |
| Cheng et al. | Preparation of CF@ MXene/PANI fiber electrodes for high-performance flexible supercapacitors | |
| CN207503671U (en) | A kind of cable using two-dimensional layer material preparation | |
| CN204537719U (en) | Polyimides lapped insulation basalt fibre jacketed cable | |
| CN208637164U (en) | Fire resistant sheathed cable | |
| CN105575466A (en) | Melamine resin cable |