グラフェン透明導電膜の大面積・低コスト生産 グラフェンは、ユニークな特性を持つ素材として現在、透明導電性電極、タッチパネル、太陽電池、ハンマー電池、スーパーキャパシタ、サーマルフィルム、海水淡水化、環境汚染対策など様々な分野で応用され、大きな期待を集めています。 2013 年初めに欧州連合が開始した大規模なグラフェン「フラッグシップ」研究プログラムでは、透明導電膜の研究が重要な焦点となりました。同時に、米国のIBM、ドイツのBASF、韓国のサムスンを含む多くの世界クラスの企業が、この新興材料開発で有利な地位を確保することを目指して、グラフェン透明導電膜製品の研究開発に多額の投資を行っています。分野。近い将来、グラフェン透明導電膜を商品化する計画を発表している企業もある。 グラフェン開発に対する世界的な熱意は、徐々に中国の学術界やビジネス界に影響を与えています。特に2010年にグラフェンの発見者にノーベル賞が授与されて以来、中国のさまざまなレベルの政府部門がグラフェン研究への支援を強化している。中国国家自然科学財団、科学技術部、中国科学院、その他の部門は、グラフェンに関連するいくつかの重要な研究プロジェクトを開始しました。北京、上海、江蘇、浙江、広東などを含む多くの地域が、グラフェンの研究開発を支援する戦略や計画を提案している。また、多くの企業が研究、共同開発、パイロット投資を通じてグラフェン製品の開発に参入しており、中国におけるグラフェンの研究と応用研究が徐々に開始されています。 しかし、グラフェン透明導電膜の開発が国内外で直面する中心的な課題は、依然として大面積、低コスト、高品質のグラフェン膜作製技術である。現在、グラフェン膜の作製に広く採用されている技術は化学蒸着 (CVD) です。この技術は、透明性と表面導電性において優れた性能を備えた大型で高品質の単層グラフェンシートを生産できますが、複雑なプロセスルート、高コスト、低い歩留まり率、膜面積の制限などの致命的な欠点を依然として抱えています。グラフェンのもう一つの作製技術である酸化グラフェン還元法は、溶液プロセスを使用するため、低コストで大面積の連続作製が可能です。ただし、グラフェン シートには特定の欠陥があり、境界の数が多いため、性能がわずかに劣ります。 グラフェン透明導電膜の大規模かつ商業生産を達成するには、さらなる技術革新と人材と資源への多大な投資が必要です。国立ナノ科学技術センターのZhilin博士率いる研究グループは、酸化グラフェンの還元法を用いたグラフェン透明導電膜の作製について広範な研究を行ってきた。開発されたグラフェン透明導電膜の製造技術は、同様の国際技術と比較して独自の技術的利点を持っています。ロッドコーティング技術の適用により、酸化グラフェン膜の大面積、連続的、迅速なコーティングが初めて達成されました。さらに、室温接触還元技術の初の使用により複合グラフェンフィルムの製造に成功し、銀対銀ベースのグラフェン透明導電性フィルムの最初の連続生産ラインを形成しました。グラフェン透明導電フィルムの適用により、スマート調光フィルム製品のコストが大幅に削減され、生産効率が大幅に向上しました。これは、グラフェンフィルム材料の実用化を迅速かつ包括的に推進し、多様な最終製品や市場に迅速に対応するために極めて重要です。北京盛美宏業科技有限公司は国立ナノ科学技術センターと緊密な協力関係を確立しています。現在、グラフェン透明導電膜の大規模かつ低コスト生産能力を開発し、その製品の性能は類似製品と比較して高度なレベルに達しています。 2014年末までにグラフェンスマート調光フィルムのプロトタイプ製品を発売し、国内外の関連分野のギャップを埋める予定だ。 グラフェン透明導電膜をベースとしたインテリジェント調光フィルム 中国の経済社会の急速な発展に伴い、さまざまな分野で目覚ましい成果が上げられています。しかし、それに伴う大量のエネルギー消費と汚染は、中国経済の持続可能な発展を制限する重大な要因となっている。国務院は「第12次5カ年計画」の中で、省エネ、排出削減、グリーンビルディングの開発を強力に推進することを提案した。中国の建物面積当たりのエネルギー消費量は先進国の3倍以上で、建物の主なエネルギー消費部分は窓である。建物のエネルギー消費を削減するには、非常に効果的で実用的で、エネルギー節約の要求を満たすインテリジェントな窓製品が緊急に必要とされています。この傾向に応えて登場したのがインテリジェント調光フィルムです。 グラフェン透明導電膜をベースとしたインテリジェント調光フィルム 中国の経済社会の急速な発展に伴い、同国はさまざまな分野で目覚ましい成果を上げている。しかし、それに伴う大量のエネルギー消費と汚染は、中国の持続可能な経済発展を制限する重大な要因となっている。国務院は「第12次5カ年計画」の中で、省エネルギー、排出削減、グリーンビルディングの開発促進の重要性を強調した。中国の建物面積当たりのエネルギー消費量は先進国の3倍以上で、建物の主なエネルギー消費部分は窓である。建物のエネルギー消費を削減するには、非常に効果的で実用的で、エネルギー節約の要求を満たすインテリジェントな窓製品が緊急に必要とされています。この傾向に応えて登場したのがインテリジェント調光フィルムです。 1.建築物のエネルギー効率向上のための重要なソリューションとしてのインテリジェント調光フィルム 中国の建物のエネルギー消費量は総エネルギー消費量の35％を占めており、建物のエネルギー効率に対する対策の遅れ、高エネルギー消費、重度の汚染などが中国の持続可能な経済発展を制約する顕著な問題となっている。中国の建物の外壁からの熱損失は、北米の同様の建物の 3 ～ 5 倍で、窓の熱損失は 2 倍以上です。ドアの商業エリアは建物面積の 20 ～ 30% を占め、ガラスはドア面積の 70 ～ 80% を占めます。建物のエネルギー消費量の約 70% はドアから失われ、その 3 分の 1 はガラスから失われます。放射熱伝達は熱伝導の主要なモードであり、60% 以上を占めます。 2006 年以来、国は一連の政策措置を講じて建築物のエネルギー効率化を積極的に推進してきました。例えば、住宅都市農村開発部は、新築と既存の建物を3段階（星）で評価する「グリーンビルディング評価基準」を発行した。これには、「都市住宅地域計画および設計基準」(GB 50180) に概説されている基準を満たす、屋内および屋外の日光、照明、換気を確保するための住宅建物のレイアウトの要件が含まれています。 2013 年 1 月、国務院は国家発展改革委員会と住宅都市農村開発省による「グリーンビルディングに関する行動計画」を提出しました。それは、都市と地方の建設モデルの変革、資源利用効率の向上、建物の快適性と居住性の合理的な向上、政策、規制、制度的メカニズム、計画と設計、基準、技術推進、建設と運用を通じて包括的にグリーンビルディング活動を推進することを奨励した。そして業界のサポート。 2020年までに建物のエネルギー効率を向上させるという目標も明確に定義されました。 2012年に発表された「新素材産業発展のための第12次5カ年計画」では、グラフェンが重要なフロンティア新素材として明記された。この計画は、省エネルギーやその他の分野におけるナノマテリアルの研究と応用を推進することを目的としていました。中国はグラフェン研究を国際的にリードしており、世界中で最も多くの関連特許を取得しており、グラフェンの産業化が広く認識されています。中国のグラフェン産業はまだ模索段階にあり、グラフェン製品の最適な形状を決定しています。インテリジェント調光フィルムは、このような状況下で新たに開発されたドアや窓用の省エネ製品です。インテリジェント調光フィルムは、ドアや窓の内側と外側に日よけと断熱を統合し、独自の光透過と断熱機能を提供する新しいタイプの光電子製品です。夏には、太陽光の透過率を動的に調整し、透過光と熱を効果的に制御し、ピークに達して室内温度を下げます。冬には、光と熱の通過能力を回復し、室内の熱損失を防ぎます。既存の建物のドアや窓と比較して、インテリジェント調光フィルムの総合的な省エネ効果は 30% 以上増加します。これは、熱放射を減らすだけで光回復機能が欠けているという既存の低放射率フィルムの唯一の欠点を効果的に克服できます。インテリジェント調光フィルムは、ユーザーのニーズに応じてガラスの色や色合いを変更することもでき、居住空間や作業空間の快適性を高めます。インテリジェント調光フィルムはセンサーと組み合わせることで自動調整を実現し、ユーザーに最適な体験と省エネ効果を提供します。 2.インテリジェントディミングフィルムに最適な材料としてのグラフェン透明導電膜 現在、インテリジェント調光フィルム製品の透明導電性電極には、優れた透明性、低い表面抵抗、成熟した加工技術で知られる酸化インジウムスズ（ITO）が主に使用されています。しかし、ITO は曲げに弱く、製造、輸送、使用中に破損しやすく、スクラップにつながります。さらに、インジウム資源は希少かつ分散しているため、採掘やリサイクルが困難です。資源は枯渇し続けるため、インジウムの価格は上昇し続けるでしょう。これらの理由により、ITO に代わるものが常に求められています。現在、可能性のある材料としては、銀ナノワイヤ、金属グリッド、カーボンナノチューブ、グラフェンなどが挙げられます。グラフェンは、新しいタイプの二次元炭素ベース材料であり、極薄、超柔軟、高比表面積の特性を備えています。グラフェンフィルムは、単一原子層の厚さと二次元特性に加え、グラフェンの優れた電子輸送性能と広帯域透明性を備え、固有の透明導電特性を備えているため、透明導電フィルムとして理想的な材料となります。グラフェンは従来のITOベースの透明導電材料と比較して柔軟性に優れているため、PETなどのフレキシブル基板への塗布が容易であり、製品の応用範囲が広がります。柔軟な材料はロールツーロールプロセスとの統合に適しており、完全な連続生産を可能にし、加工コストを削減します。また、グラフェン自体の原料コストも安くなり、コスト面でも大きなメリットがあります。したがって、グラフェン透明導電性フィルムの研究開発に対する国際的な注目は、重要な関心分野の 1 つです。 3.インテリジェント調光フィルムの特長と用途 インテリジェント調光フィルムは、ガラス壁、窓ガラス、室内パーティション、さまざまな車両、宇宙船の側窓など、現代建築に広く応用されています。中国では毎年 20 億平方メートルの新規建築が追加されており、既存の建物は合計 400 億平方メートルあり、その...