石墨烯粉體

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以蔗糖為原料可制造石墨烯

2021-06-02 15:38:50

本報訊  據美國物理學家組織網2月14日報道,美國科學家使用普通的蔗糖制造出了純凈的石墨烯,用這種石墨烯可以研制出更輕、更快、更廉價、更緊實柔韌的計算機電子設備,可廣泛運用于軍用飛機和醫療領域。 
  美國萊斯大學化學教授詹姆斯·圖爾領導的科研小組首先將少量的蔗糖放置在一薄層銅箔上,然后在加熱和低壓下讓這些蔗糖接觸流動的氫氣和氬氣。10分鐘后,這些蔗糖縮減成純凈的單層石墨烯,調整氣體的流動可控制石墨烯薄膜的厚度。


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  該研究團隊的這種一步式低溫處理方法不僅相對簡單而且可控,不需要使用更難處理的化學氣相沉積法以及其他需要高溫的方法,使制造石墨烯變得更加容易。圖爾解釋道,在傳統化學氣相沉積法中,科學家需要持續使用氣體(甲烷或乙烷)來調整石墨烯的生長環境和摻雜物質以讓石墨烯的質量達到最優,但新方法使用了不同的碳原料,因此,可以更好地控制石墨烯中摻雜的物質和石墨烯的厚度。

  美國空軍科學研究處(AFOSR)的項目主管查爾斯·李表示,圖爾正在探索的新化學方法,可以生產出高質量的碳基納米結構,如碳納米管和具有特定屬性的石墨烯等。而摻雜了其他物質的石墨烯對空軍和其他商業電子產品都非常有用。純凈的石墨烯缺乏能帶隙,這使它難于用作數字器件。但摻雜了其他物質的石墨烯可以操控電子設備和光學設備的性能,這對于制造開關設備和邏輯設備來說非常重要。

  新石墨烯材料在其他商業和醫療領域運用也極富潛力。科學家可以用其研制透明的觸摸屏設備、創傷性腦損傷手術中使用的特殊生物相容型薄膜、個人電腦中更快捷的晶體管或太陽能捕獲設備中的纖薄材料等。


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