如何制造無(wú)缺陷石墨烯？德國化學(xué)家有了新發(fā)現！

　　德國化學(xué)家找到了一種廉價(jià)生產(chǎn)無(wú)缺陷石墨烯的方法。

　　德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)(FAU)的化學(xué)家率先成功地用石墨生產(chǎn)出了無(wú)缺陷石墨烯。他們的這項研究最近發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上。

　　石墨烯是一種由單層碳原子構成的二維材料。它的導電性和導熱性都非常好，而且是透明的，具有柔性，但強度又十分大。石墨烯的獨特性質(zhì)使得它可以用在許多精尖科技中，比如用于制造柔性顯示器的透明電極。

　　但是，目前的石墨烯制造技術(shù)，在產(chǎn)品的大小、面積和瑕疵(影響導電性)等方面都有待改良，因此半導體工業(yè)暫時(shí)還未真正應用石墨烯。一支由Andreas Hirsch教授領(lǐng)導的FAU研究團隊最近在減少石墨烯的瑕疵這方面實(shí)現了突破。

　　利用添加劑苯甲腈，他們發(fā)現了一種直接用溶液制造無(wú)缺陷的石墨烯的方法。這種方法制造出的石墨烯能夠無(wú)缺陷地切割，也可以通過(guò)設定載流子的數量獲得特定電學(xué)性質(zhì)。用這種方法生產(chǎn)出來(lái)的石墨烯的質(zhì)量比以往任何方法都要高得多。此外，這項技術(shù)效率很高，成本低廉。

　　有一種常用的石墨烯傳統制造方法是石墨的化學(xué)剝脫。這種方法要將金屬離子嵌套在石墨(由碳構成)中，形成插層化合物。之后再用溶劑把單層碳原子，也就是石墨烯分離下來(lái)。

　　然后把穩定后的石墨烯從溶劑中分離出來(lái)。但在這個(gè)過(guò)程中，由于晶格中碳原子的水合或氧化作用，最終得到的石墨烯可能出現缺陷。FAU的研究人員發(fā)現了一種溶液可以解決這個(gè)問(wèn)題。他們在這種溶液中添加了苯甲腈，從而讓石墨烯能夠在不產(chǎn)生多余的官能團的情況下被分離出來(lái)，因此得到的石墨烯是無(wú)缺陷的。

　　“這個(gè)發(fā)現對于還原石墨烯合成領(lǐng)域的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)具有突破意義，”Hirsch 教授表示，“根據這項發(fā)現，我們預計用濕化學(xué)剝脫法制造的石墨烯的方法會(huì )取得巨大進(jìn)步。比如，可以為半導體和感應器技術(shù)切割無(wú)缺陷的石墨烯?！?/p>

　　FAU 的研究人員設計的方法還具有另一項優(yōu)勢：在反應中，還原后的苯甲腈分子只要不接觸氧氣或水，它就會(huì )變成紅色。根據變色，研究人員就能很容易地用吸收測量法對載流子進(jìn)行計數。之前，只能通過(guò)測量電壓來(lái)計算載流子數量。這意味著(zhù)，石墨烯和電池研究人員現在有了測量充電狀態(tài)的新方法。