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美國科學(xué)家發(fā)現新型低成本石墨烯處理方法 |
來(lái)源:中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間:2013-12-24 09:14:43 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉)石墨烯是由碳原子組成的二維片狀材料,因物理化學(xué)性質(zhì)獨特,已經(jīng)在許多領(lǐng)域顯示出了巨大的應用潛力。但其許多可以預見(jiàn)的應用都需要經(jīng)過(guò)復雜且昂貴的處理才能實(shí)現,增加了走向應用的難度。日前,美國麻省理工學(xué)院和加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家發(fā)現了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)的處理方法,有望幫助石墨烯發(fā)揮潛力,更快走向商用。相關(guān)論文發(fā)表在近期的《自然·化學(xué)》雜志上。
在很多應用中,純石墨烯并不是最完美的,它還缺乏一些電子設備所必需的關(guān)鍵屬性,而這只能通過(guò)增加氧原子的方式來(lái)對其進(jìn)行修改。但目前的方法存有氧原子在石墨烯表面分布情況不可預知、需經(jīng)過(guò)復雜的化學(xué)過(guò)程以及要達到700攝氏度到900攝氏度高溫等弊端。而新研究所找到的方法只需將材料暴露在50攝氏度到80攝氏度中即可,且無(wú)需額外的化學(xué)處理。
研究人員稱(chēng),與目前其他的處理工藝相比,新方法較為溫和,無(wú)需苛刻的化學(xué)處理,不會(huì )產(chǎn)生有毒害的副產(chǎn)品,相對而言是一種環(huán)境友好的處理工藝。更重要的是,該法更容易大規模應用,讓商業(yè)化應用更加可行。 這種低溫退火工藝能夠改變石墨烯表面氧原子的分布,讓氧原子有規律地聚集在一起,同時(shí)又會(huì )留有純石墨烯空隙,不會(huì )改變石墨烯的原有結構,避免瑕疵。更難能可貴的是,這一切都是在保持適合的氧含量的前提下完成的。
與原來(lái)的處理方法相比,新法顯著(zhù)降低了材料的電阻,這有望大幅提高其在電路和傳感器中的性能。之所以會(huì )產(chǎn)生這樣的結果,是因為新方法中氧化過(guò)后的石墨烯不但保持了氧原子的聚集,也為導電性能超強的純石墨烯留下了必要的空間。這些由純石墨烯構成的“保留區”,還天然地具有量子點(diǎn)屬性,它可以作為高效光源,在很多領(lǐng)域獲得應用。
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