[发明专利]碳异形体场效应复合面料

说明书

一、技术领域

碳异形体场效应复合面料，是应用真空高频等离子体化学气相沉积含氢类金刚石膜的方法，在面料纤维大分子表层生成一层纳米级的掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的碳异形体石墨烯薄膜，制成具有场效应的纳米复合材料。该材料在微弱能量(如光照、热辐射、电磁场)作用下，通过高能粒子隧穿与反转获得的异常能量，使该材料能够在周边一定范围内产生场发射等离子体电磁共振效应，因此，该面料属于复合功能材料领域。

二、背景技术

石墨烯表面电子逸出功极低，几乎不需要能量即可以发射电子，还能以比其他任何材料快100倍的速度传导电子或空穴，这几乎接近光速。此外，石墨烯表面的一些自由振动的电子通过与光子相互作用，产生了沿着表面传播的电子疏密波，可以形成等离子体电磁表面波，同时出现光波电场分量作用于石墨烯表面自由电子，引发自由电子沿光传播方向的纵波振荡(即产生共振现象)，使一部分光波能量转化为自由电子振动能量。

碳同素异形体石墨烯薄膜与其他一个光子产生一个电子的材料不同，一个入射光子会使碳异形体石墨烯薄膜中的许多电子受激从而产生大量电子信号，在低能态下(如光照、热辐射、电磁场)，以量子隧穿效应方式来转移电子，及氢原子、重氢原子一类的原子核，同时在其表面微区的尖端能够引起涡旋运动而产生挠场，并与零点能相干而提取零点能，由此导致高能粒子反转而产生一定数量的超光速异常高能带电粒子。因此，碳异形体石墨烯薄膜在电学、光学、热学、力学等方面具有优异的性能。

碳异形体场效应复合面料，是应用真空高频等离子体化学气相沉积含氢类金刚石膜的方法，在面料纤维大分子表层生成一层纳米级的掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的碳异形体石墨烯薄膜，制成具有绕场效应的纳米复合材料。该材料在环境电磁波(如光照、热辐射、电磁场)微小能量作用下，通过高能粒子隧穿与反转获得异常能量，使该材料周边能够在一定范围内产生等离子体电磁共振效应，属于功能材料领域。由于碳异形体场效应复合面料的特殊纳米结构以及优异的物理化学性能，其在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域具有巨大的应用前景。

碳异形体场效应复合面料生产技术流程是：以液化石油气为生成碳异形体石墨烯薄膜的基本原料，采用常温真空条件下高频等离子体化学气相沉积设备，及含氢类金刚石膜的工艺，通过控制辅助气体(氢气、氩气)与液化石油气的混合比例与流量、电场偏压、高频电场、反应室真空度、及沉积时间，控制SP3键及SP2键生成条件，在作为沉积衬底的面料纤维表层生成含70-80％SP2键的、掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的碳异形体石墨烯薄膜。

碳异形体场效应复合面料，是由面料及与面料纤维表层大分子形成结构交联衔接的碳同素异形体石墨烯薄膜构成。与现行表面涂覆石墨烯涂层的面料及其他纳米涂层面料相比，一方面，该面料是由具有场效应功能的碳同素异形体石墨烯薄膜复合制成；另一方面，该面料碳同素异形体石墨烯薄膜与纤维表层大分子之间形成的结构交联复合方式，比普通表面涂覆方式的结合力更强。

碳异形体场效应复合面料不仅具有纳米材料通常特有的疏水、疏油、抗菌、除臭、防尘、防静电、防辐射等表面功能，而且还具有产生负离子、和高活性氧化还原高能粒子的场效应功能，能够净化空气、加速人体脂肪分解，降低血脂，促进新陈代谢，适用于制造各种服装、床上用品、沙发、床垫、家具等生活用品；此外，碳异形体场效应复合面料，还具有优异的导电性能、紫外光催化、电子倍增、吸收电磁波能量等物理化学功能，适用于制造化工、电子及能源领域的催化剂、超级电池电极、电磁隐身、太阳能电池等产品。

三、发明内容

碳异形体场效应复合面料，是由面料(1)及与面料纤维(2)表层大分子形成结构交联衔接的碳异形体石墨烯薄膜(3)构成。面料(1)是由棉花、丝绸、碳布、化纤、羊毛、纸张、塑料、石棉中的一种或多种组合构成。碳异形体石墨烯薄膜(3)是由掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的具有场效应的石墨烯构成。面料纤维(2)表面大分子与碳异形体石墨烯薄膜(3)之间以结构交联方式衔接。碳异形体石墨烯薄膜(3)覆盖在面料纤维(2)表层。

四、附图说明

图1是面料(1)示意图。

图2是面料纤维(2)横截面图。

图3是碳异形体场效应复合面料平面示意图。