石墨烯層剝離的新技術


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材料牛注:韓國高等科技學院(簡稱KAIST)研究團隊研發出一種使石墨烯層無損剝離的新技術。

Sang-Wook Kim,韓國高等科技學院材料科學與工程系教授,他的研究團隊研發了一項新技術,可使石墨烯層無損剝離。這項研究發現已發表于一月二十二日那一期的Nature Communications上。

石墨烯一種碳材料,通過化學鍵的作用,它的原子形成了蜂窩狀結構。設想如果這種結構可以被切割成人們希望得到的形式,那么其他具有納米結構的碳材料就可以被創造出來。許多研究者們試圖獲得精確的石墨烯剝離結構,但是目前該技術還面臨著不少的挑戰。

為了破壞碳原子間很強的鍵合力,需要引發一個強度等效的化學反應。然而化學反應不僅會切割出預期的邊界,也會損壞周圍的邊界。傳統技術一次性切割石墨烯,損壞了石墨烯結構的化學性質。這類似于在使用紙的時候使其受到磨損。

為了解決該難題,研究團隊采用“雜原子摻雜”的方法。這種想法類似于一張紙撕裂后留下的凹槽。通過摻雜其他原子(如氮)到碳平面上,一些部分變得不穩定,然后在電化學的作用下使碳分離。氮或其他原子就相當于石墨烯面上的凹槽。

研究者們通過調整雜原子摻雜劑的量,很好的控制了石墨烯剝離的量,從而制得了一種高質量的納米石墨烯,并且其二維晶體結構未遭到任何損壞。使用這項技術,研究者可獲得一種擁有最先進能量轉移速度的電容器。納米石墨烯可同高分子、金屬和半導體納米分子結合,形成碳的復合材料。

Kim教授說道,“為了使這項技術商業化,雜原子摻雜需要得到進一步的研究。我們期望通過這項技術研究具有優良力學和電性能的織物狀碳材料。”

原文參考地址:Researchers develop a technology to enable unzipping of the graphene plane

感謝材料人編輯部楊洪期提供素材

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