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        新研究發(fā)現(xiàn)改進(jìn)石墨烯材料性能的途徑

        2018-04-01 15:56:36《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
        分析測(cè)試學(xué)報(bào) 2018年12期
        關(guān)鍵詞:工業(yè)界高純度原子

        據(jù)新華社電 一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),石墨烯的純度問題可能是限制這種新材料廣泛應(yīng)用的一個(gè)障礙。減少石墨烯中的硅污染有望提升其性能表現(xiàn),充分發(fā)揮石墨烯在工業(yè)界的應(yīng)用潛能。

        石墨烯是從石墨材料中分離出來的、由一層碳原子組成的二維材料。它具有輕薄、強(qiáng)韌、導(dǎo)電和導(dǎo)熱效率高等性能,是被工業(yè)界寄予厚望的新一代材料。但石墨烯的實(shí)際表現(xiàn)卻不盡人意,在工業(yè)界普及的速度也不夠理想。

        澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在英國(guó)《自然-通訊》期刊上報(bào)告說,他們利用最先進(jìn)的掃描透射電子顯微鏡對(duì)市面上的商用級(jí)石墨烯樣品進(jìn)行了原子級(jí)別的詳細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)其中的硅污染程度很高,而這對(duì)石墨稀的性能表現(xiàn)有很大影響。比如,受污染的石墨烯作為電極的性能可比理論預(yù)期值低50%。

        參與研究的朗赫拉·阿里·賈利利說,由于石墨烯只有一層原子,特別容易受到表面污染的影響,而硅污染讓石墨烯性能表現(xiàn)不夠穩(wěn)定,因而很難建立起一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范石墨烯的性能指標(biāo)。

        進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),雖然直接清除石墨烯中的硅污染難度較大,但只要清除制備石墨烯的原材料——石墨中的硅成分,就能較容易得到高純度石墨烯。

        研究人員利用這種方法制備出高純度石墨烯,并用它們制成大容量電池,以及靈敏度極高的濕度感應(yīng)器,證實(shí)了高純度石墨烯的優(yōu)異表現(xiàn)。

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