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微波炉制制石墨烯?!你外传了吗?

  微波炉除了加热食物还能生产石墨烯?国外团队利用微波去除石墨烯氧化物中的含氧官能团,使高质量石墨烯能够大规模生产,解决了石墨烯制造困难的问题。

微波炉制制石墨烯?!你外传了吗?

  韩国蔚山科学技术大学校友Jieun Yang博士发现了一个大规模生产有前景的纳米材料石墨烯的简单方法。

  石墨烯——引领下一代电子及能源设备的材料,由于微波方法的发现,其将有望步入大批量生产的轨道。

  由蔚山科学技术大学和罗格斯大学的研究人员组成的国际团队最新研究证明,如今使用微波炉就可以生产出高质量的石墨烯。他们认为,这种新技术可能已经解决了石墨烯制造困难的问题。该研究成果已经发表在了九月份的Science杂志上。

  这项研究是由蔚山科学技术大学校友Jieun Yang博士,自然科学学院的Hyeon Suk Shin教授,Hu Young Jeon教授,罗格斯大学的Manish Chhowalla教授和其他五个来自美国新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学的研究人员共同完成。

  石墨烯来自石墨,一种作为铅笔芯的廉价材料。石墨是由许多石墨烯平面层构成。实现大规模生产石墨烯的最有希望的方式是使用化学物质使石墨剥落成单层的石墨烯片。然而,在此过程中的氧气的存在可能导致一些不可避免的副反应,并且其最终可以对单层石墨烯片的损害非常大。

  事实上,氧气破坏了石墨烯的原始原子结构,进而降低了其性能。因此,从石墨氧化物中除氧以获得高质量石墨烯,便成为科学界过去二十年来研究石墨烯的重大挑战。

  Yang博士和她的研究小组已经发现,只需要1到2秒的微波脉冲就几乎可以消除石墨烯氧化物中所有的氧气。

  Yang博士说:“在微波炉中生产石墨烯,部分被还原的石墨烯氧化物会吸收微波能量。这不仅有效地消除了含氧官能团,并且使有缺陷的石墨烯薄膜得到重排。”

  结果表明,新的石墨烯极大程度地把氧浓度降低至4%,远低于现有石墨烯15%到25%的氧浓度。

  Shin教授说:“为使石墨烯生产实现大规模商业化,世界各国比如韩国、美国和中国一直在大力投资于石墨烯的研究。”

  Shin补充道:“目前大规模生产高质量石墨烯的方法缺乏可重复性,但是它拥有巨大的市场潜力。因此,对于在商业化具有未来前景的行业,确保大规模生产石墨烯的基本技术是一个极为重要的问题。”

  “Yang博士不仅是一位优秀而勤奋的学生,而且她对于自己每天的工作职业非常负责。许多有才华的学生从蔚山返回家园,日渐成长为主要研究人员,感谢蔚山科学技术大学。”她的博士生导师Hyeon Suk Shin教授夸赞道。

  本文由材料人编辑部杨超提供素材,罗春兰编译,牛蕾审核,点我加入材料人编辑部。

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