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製品詳細
深セン・チューリング・ニューマテリアルズ株式会社（略称：チューリング・ニューマテリアルズ）は、深セン市宝安区に位置し、登録資本金は3100万元です。同社は、国家科学技術進歩賞二等賞受賞者の趙平氏と、単層グラフェンオキシドの中国の著名な専門家である陳華教授によって設立されました。グラフェンの研究開発、生産、販売、応用開発を統合した単層グラフェンオキシドのリーディングカンパニーであり、技術レベルとブランド認知度において業界トップクラスです。「ハイテク企業」、「深センの「ダブルハンドレッドプラン」のタレントユニット」、「深センの「パイロットイノベーション企業」として認められており、ISO9001品質マネジメントシステム認証を取得し、グラフェン産業技術イノベーション戦略アライアンスの理事ユニット、広東グラフェン産業技術振興協会の理事ユニット、深セン新材料協会の副会長ユニットを務めています。
チューリング・ニューマテリアルズは、グラフェン生産と応用のコア技術をしっかりと把握しており、物理的方法を用いてグラフェン粉末を生産する企業です。同社のグラフェン製品はすべて独自の知的財産権を有しています。40件以上のグラフェン発明特許を申請し、21件の国家発明特許、2件の実用新案特許、2件の登録商標を取得しています。
同社は、グラフェン業界で多くの先駆的な取り組みを行ってきました。同社のチームは2006年にグラフェン商用化研究開発プロジェクトを開始しました。グラフェン商用化プロジェクトチームは2009年に中国のグラフェン製品とグラフェン企業基準を発表し、現在、グラフェンの産業基準と国家基準の策定に積極的に参加しています。2010年、チューリングがグラフェンの価格を1グラムあたり5,000元に設定したことは、「グラフェンは金よりも15倍高い」と評されました。2015年、チューリングテクノロジーは技術的ブレークスルーを達成し、グラフェン粉末の価格を1グラムあたり1元未満に引き下げ、年間5,000トンの生産能力を持つ中国初のグラフェン粉末生産ラインを建設し、グラフェンの高い生産コストという業界問題を解決しました。チューリングテクノロジーが独自に開発したグラフェン生産の物理的方法は、グラフェン生産における廃酸と廃水の問題を解決し、クリーンな生産を実現しました。現在まで、チューリングテクノロジーは、高品質グラフェンの環境に優しく、低コストで、大規模な量産を実現する第6世代のグラフェン粉末製造技術を開発しています。
グラフェンは、新エネルギー電池、海洋工学、複合材料、熱伝導材料、スーパーキャパシタ、海水淡水化、バイオメディシンなど、多くの分野で広く応用できます。2014年、同社は革新的に「グラフェン+」コンセプトを提唱し、新エネルギー、高性能複合材料、コーティングなどの応用分野にグラフェンを導入し、グラフェン応用の新たな局面を切り開きました。現在、リチウム電池専用のグラフェン導電剤、ゴムおよびプラスチック専用のグラフェン製品、防食コーティング専用のグラフェン製品を発売しています。チューリング社のリチウム電池用グラフェン導電剤は、多くの国内新エネルギー自動車電池企業に導入されており、グラフェンは私たちの生活に入りつつあります。
チューリング・ニューマテリアルズは、「無限のイノベーション、完璧を追求」という企業精神を堅持し、グラフェンの革新的な応用の新たな章を創造しています。
グラフェンオキシドはグラフェンの酸化物であり、褐色がかった黄色をしています。市場で入手可能な一般的な製品には、粉末、フレーク、溶液の形態があります。酸化後、酸素含有官能基の数が増加し、グラフェンよりも活性が高くなります。酸素含有官能基との様々な反応を通じて、その特性を向上させることができます。
グラフェンオキシドシートは、グラファイト粉末の化学的酸化と剥離によって得られる製品です。グラフェンオキシドは単原子層で構成されており、いつでも横方向に数十マイクロメートルまで拡張できます。したがって、その構造は、一般的な化学と材料科学の典型的なスケールにまたがっています。グラフェンオキシドは、ポリマー、コロイド、フィルム、両親媒性分子の特性を持つ、型破りな種類のソフトマテリアルと見なすことができます。グラフェンオキシドは、水への優れた分散性から、長い間親水性物質と見なされてきました。しかし、関連する実験結果は、グラフェンオキシドが実際には両親媒性であり、グラフェンシートの中心から端に向かって親水性から疎水性までの特性分布を持つことを示しています。したがって、グラフェンオキシドは、界面活性剤のように界面に存在し、界面間のエネルギーを低減することができます。その親水性は広く認識されています。
酸化処理後、グラファイトオキシドはグラファイトの層状構造を保持していますが、各グラフェンシートに多くの酸素含有官能基が導入されています。これらの酸素含有官能基の導入により、単一のグラフェンシートの構造は非常に複雑になります。グラフェン材料分野におけるグラフェンオキシドの位置を考慮して、多くの科学者がグラフェン材料に関するさらなる研究を容易にするために、グラフェンオキシドの構造の詳細で正確な説明を提供しようと試みてきました。コンピュータシミュレーション、ラマン分光法、核磁気共鳴などの方法がその構造の分析に使用されてきましたが、さまざまな理由（異なる調製方法、実験条件の違い、グラファイト源の違いなど、すべてグラフェンオキシドの構造に一定の影響を与えます）により、グラフェンオキシドの正確な構造はまだ決定されていません。一般的に受け入れられている構造モデルは、ヒドロキシル基とエポキシ基がグラフェンオキシドシートにランダムに分布し、カルボキシル基とカルボニル基がシートの端に導入されるというものです。最近の理論分析では、グラフェンオキシドの表面官能基はランダムに分布しているのではなく、高い相関関係を持っていることが示されています。
職人技
グラフェンオキシドは、一般的に強酸でグラファイトを酸化することによって得られます。グラファイトオキシドを調製する主な方法は、ブロディー法、スタウデンマイヤー法、ハンマー法の3つです。その中で、ハンマー法は、調製プロセスにおける比較的優れたタイムリー性と高い安全性から、現在最も一般的に使用されています。これは、濃硫酸中の過マンガン酸カリウムとグラファイト粉末との間の酸化反応を含み、エッジにカルボン酸基が誘導され、主にフェノール性ヒドロキシル基とエポキシ基が平面に存在する褐色のグラファイトフレークが得られます。これらのグラファイトフレーク層は、超音波処理または高せん断の激しい撹拌によってグラフェンオキシドに剥離され、水中に安定した薄茶色の単層グラフェンオキシド懸濁液を形成します。共役ネットワークの激しい官能基化により、グラフェンオキシドフレークは絶縁特性を示します。それらは、還元処理によって部分的に還元され、化学的に修飾されたグラフェンフレークを得ることができます。最終的なグラフェン製品または還元グラフェンオキシドには多くの欠陥があり、元のグラフェンと比較して導電性が低いものの、この酸化-剥離-還元プロセスは、不溶性グラファイト粉末を水中で効果的に処理可能にし、還元グラフェンオキシドを製造する方法を提供します。さらに、そのシンプルなプロセスと溶液処理性により、大量生産を考慮した工業プロセスにおいて、上記のプロセスはグラフェン関連材料およびコンポーネントを製造するための非常に魅力的なプロセスとなっています。
今日まで、グラフェンオキシドを調製する新しい方法が次々と登場しており、大まかに分けて、トップダウン法とボトムアップ法の2つのカテゴリーに分類できます。前者のアプローチは、フレークグラファイトやその他の材料を分割してグラフェンオキシドを調製する方法であり、従来の3つの方法の改良版によって代表され、カーボンナノチューブの分割（破壊）などの方法も含まれます。後者は、さまざまな炭素源を使用して合成する方法を指し、具体的な方法は多様で多数あります。
応用
材料の応用範囲は非常に広いです。グラフェンオキシドは、高比表面積と豊富な表面官能基を特徴とする、優れた性能を持つ新しいタイプの炭素材料です。ポリマーベースの複合材料や無機複合材料を含むグラフェンオキシド複合材料は、さらに幅広い応用分野を持っています。したがって、グラフェンオキシドの表面修飾は、別の研究焦点となっています。
上海応用物理研究所、中国科学院は、PCR技術にグラフェンオキシドを適用すると、PCRの特異性、感度、増幅収率を大幅に向上させることができることを発見しました。また、増幅中に形成されるプライマーダイマーを除去することもでき、幅広い最適化範囲を持ち、さまざまな濃度と複雑さのDNAテンプレートに広く適用できます。PCR技術で使用されている他の炭素ナノ材料と比較して、グラフェンオキシドはPCR最適化に対してより優れた総合的な効果を持っています。
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