美國開發(fā)出在室溫下制備石墨烯的全新技術(shù)
美國加州理工學(xué)院的科研人員開發(fā)出一種在室溫下制備石墨烯的全新技術(shù),有望應(yīng)用于太陽能電池、發(fā)光二極管、大型顯示屏和各種電子產(chǎn)品。這使得石墨烯的商業(yè)化進(jìn)程又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。 只有一個(gè)原子厚度的石墨烯擁有許多獨(dú)特的性能,其拉伸強(qiáng)度超過鋼的200倍,電遷移率比硅高2至3倍,因此在工程和科技領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。不過,石墨烯要想達(dá)到工業(yè)應(yīng)用,還有很大的難度。其制備以往需在1000攝氏度的高溫下進(jìn)行,不僅會產(chǎn)生無法控制的較大形變,嚴(yán)重影響其固有的屬性,而且制備時(shí)間較長,且僅能生長出幾平方毫米的高流動(dòng)性石墨烯。 新的制備方法可在室溫下數(shù)分鐘內(nèi)產(chǎn)生高流動(dòng)性和幾乎無形變的石墨烯,其樣本更是達(dá)到了幾平方厘米大小。研究人員表示,利用新方法還可以產(chǎn)生幾平方英寸大小的石墨烯,這為其今后的工業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。 通常情況下,制備石墨烯大約需要10小時(shí),9到10個(gè)不同的步驟。而新方法僅需一個(gè)步驟,大約5分鐘。研究人員是在加熱銅催化合成石墨烯的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新方法的。他們認(rèn)為,形成石墨烯的關(guān)鍵是不能存在氧化銅,因而利用上世紀(jì)60年代開發(fā)的氫等離子體系統(tǒng)(即利用氫氣電離產(chǎn)生氫等離子體)去除氧化銅。結(jié)果表明,該系統(tǒng)不僅如此,還可以產(chǎn)生石墨烯,而且產(chǎn)出的石墨烯質(zhì)量更高,強(qiáng)度更大,且具有更高的電遷移率。 |