2011年3月4日
宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的一项新研究展示了一种更一致、更经济的制备石墨烯的方法。石墨烯是一种原子级材料,在许多领域都有很好的应用前景,也是2010年诺贝尔物理学奖的主题。
正如最近发表的一项研究所解释的那样,宾夕法尼亚大学的一个研究小组能够利用现成的材料和可以扩大到工业水平的制造工艺,制造出高质量的石墨烯,其厚度仅为单个原子的厚度,超过其面积的95%。欧洲杯足球竞彩
“我知道报告约为90%,所以这项研究正在推动它更接近最终目标,这是100%,”研究的主要调查员A.T.查理约翰逊,物理学教授。“我们有一个完全工业过程的愿景。”
该项目的其他团队成员包括博士后研究员正国罗和布雷特金匠,研究生叶璐和卢克索尔斯和本科生丹尼尔歌手和马修贝克,所有宾夕法尼亚州的物理学和天文学系都在艺术和科学学院。欧洲杯线上买球
该小组的发现发表在2月10日的《材料化学》(Chemistry of Materials)杂志上。欧洲杯足球竞彩
石墨烯是一种由碳原子组成的铁丝网状晶格,排列在只有一层原子厚的薄片中。它独特的物理特性,包括无与伦比的导电性,可能会导致太阳能、能源存储、计算机存储和许多其他技术的重大进步。但是,目前复杂的制造工艺和往往不可预测的结果阻碍了石墨烯的广泛应用。
在工业尺度下生产石墨烯并不受到自然资源的高成本或稀有性的抑制 - 每次使用铅笔时都可能产生少量石墨烯 - 而是能够使有意义的数量具有一致的薄度。
更有前景的制造技术之一是CVD,即化学气相沉积,它涉及将甲烷吹过薄金属薄片。甲烷中的碳原子在金属薄片上形成一层石墨烯薄膜,但这一过程必须在接近真空的环境中进行,以防止多层碳聚集成无法使用的块状物。
宾馆团队的研究表明,如果金属板足够平滑,则可以在正常压力下可靠地产生单层厚石墨烯。
“这在大气压力下完成的事实使得可以以更低的成本和更灵活的方式生产石墨烯,”研究的牵头作者罗说。
然而,其他方法涉及在昂贵的过程中精心准备定制铜板,约翰逊的群体在实验中使用市售的铜箔。
“你几乎可以在五金店买到它,”约翰逊说。
其他方法制造昂贵的定制铜板,以努力使它们尽可能平滑;表面的缺陷导致石墨烯以不可预测的方式积累。相反,约翰逊的集团“电解研”他们的铜箔,是一种用于整理银器和手术工具的常用工业技术。抛光箔足够平滑,以产生超过其表面积的95%的单层石墨烯。
利用商业上可获得的材料和已经广泛应用于制造业的化学工艺可以降低商业应用的欧洲杯足球竞彩门槛。
“整个生产系统更简单,更便宜,更灵活,”罗说。
最重要的简化可能是在环境压力下生产石墨烯的能力,因为这将在未来的石墨烯装配线上采取一些可能代价高昂的步骤。
“如果您需要在高真空中工作,您需要担心将其进出真空室而不会泄漏,”约翰逊说。“如果你在大气压力下工作,你可以想象地电挖掘铜,将石墨烯沉积在其上,然后将其沿着传送带搬到工厂的另一个过程中。”
这项研究是由宾夕法尼亚大学的纳米/生物界面中心通过国家科学基金会支持的。欧洲杯线上买球
来源:http://www.upenn.edu/