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2019-11-07 15:43:47

新的化学方法可以彻底改变石墨烯

导读 伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家们发现了一种新的化学方法,可以将石墨烯结合到广泛的应用中,同时保持其超快的电子器件。石墨烯是一种轻质

伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家们发现了一种新的化学方法,可以将石墨烯结合到广泛的应用中,同时保持其超快的电子器件。

石墨烯是一种轻质,薄而柔韧的材料,可用于提高计算机显示屏,电/光子电路,太阳能电池以及各种医疗,化学和工业过程等的强度和速度。它由以六边形的重复图案结合在一起的单层碳原子组成。

15年前,英国曼彻斯特大学的一位物理学教授首次将其分离出来,它非常薄,被认为是二维的,被认为是地球上最强大的材料。

Vikas Berry,副教授和化学工程系主任及其同事使用化学过程将纳米材料附着在石墨烯上,而不改变石墨烯中碳原子的性质和排列。通过这样做,UIC科学家保留了石墨烯的电子迁移率,这在高速电子设备中至关重要。

Berry说,将等离子体银纳米粒子添加到石墨烯中也增加了材料将石墨烯基太阳能电池的效率提高了11倍的能力。

该研究由美国国家科学基金会(CMMI-1030963)资助,已发表在Nano Letters期刊上。

Berry的新方法不是在石墨烯的单个碳原子上添加分子,而是在苯并环的六个原子上添加金属原子,如铬或钼。与碳中心键不同,这种键是离域的,这使得碳原子的排列保持不变形和平面,从而使石墨烯保持其独特的导电性质。

Berry说,将纳米材料与石墨烯结合的新化学方法将通过扩大其应用范围,彻底改变石墨烯技术。

“将石墨烯与其他纳米系统接口是一项挑战,因为石墨烯缺乏锚定化学,”他说。“如果改变石墨烯的化学性质来添加锚,它会失去其优越的性能。我们化学的区别将使石墨烯与几乎任何东西结合,同时保留其性质。

“我们预计,我们的工作将推动全球向'以环为中心'的化学反应,将石墨烯与其他系统连接起来。”