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美国莱斯大学: 新技术使垃圾化身石墨烯

2020/2/10编辑:Ma Liang 人气:1367


阿仪网 实验室动态】近日,美国莱斯大学研究人员在《自然》上报道,他们可以将从食物残渣到汽车旧轮胎的任何含碳固体转化成石墨烯。如今,从高强度塑料到柔性电子产品,由石墨烯制成的材料使用范围十分广泛。现有技术只能生产极少量的“完美”石墨烯,而在实验室里,这种新方法已经可以每天生产出几克近乎原始的石墨烯,研究人员现在正在扩大其产能至每天数公斤。
  石墨烯的碳原子薄片像六角细铁丝网一样排列,其强度比钢高,导电、导热性能优于铜,可作为防止金属生锈的不透水屏障。但是,自2004年被发现以来,高质量石墨烯无论单层还是多层的注册送体验金官网规模制造和提纯都价格不菲。对于制造发光二极管等小型器件来说,这不成问题,但对于大批量应用而言,则成本太高。而高产量的生产方法,如从大块矿物石墨中剥离石墨烯,则会产生多达50层的石墨烯片,这对大多数应用来说并不理想。
  2014年,莱斯大学化学家James Tour和同事发现,可以用激光击破一种叫做炭黑的无定形碳,从而制造出一种只有几层厚的纯石墨烯。短暂的脉冲将碳加热到3000开尔文以上,使碳原子间的键断裂。当碳冷却后,它会聚合成最稳定的结构——石墨烯。但这种方法制备的石墨烯仍然很少,并且要消耗大量能量。
  两年前,Tour的研究生Luong Xuan Duy注意到,其他研究者通过电击一种材料,制造出了金属纳米颗粒,同时产生了同样短暂的热冲击波。
  “我想知道是否可以用它来加热碳源并产生石墨烯。”Duy说。
  他在一个透明的玻璃瓶中放入一小块炭黑,并用400伏特的电压轰击了约200毫秒。一开始他得到了无用的东西,但稍作调整之后,他成功获得了一个明亮的黄白色闪光,这表明瓶内的温度达到3000开尔文左右。化学检测表明,他制备出了石墨烯。
  这是一种理想的能够大批量使用的石墨烯。当碳原子凝聚形成石墨烯时,它们并未像在石墨中那样有规律地堆积,而是成为一种涡轮态堆叠——石墨烯层以各种角度相互交错的石墨烯材料。当在水或其他溶剂中时,涡轮态堆叠的石墨烯的每一层都能与加入的任何复合材料相互作用。

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(来源: 中国科学院科技产业网 )

标签:石墨烯,石墨烯对人体的危害,电地暖弊端石墨烯

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