伊利諾伊州芝加哥大學(xué)(UIC)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的化學(xué)方法,可以將石墨烯納入到廣泛的應(yīng)用中的同時(shí)保持其超快速電子學(xué)特性。石墨烯由英國曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)教授在15年前首次提出,石墨烯具有輕質(zhì),薄而柔軟的特點(diǎn),可用于增強(qiáng)計(jì)算機(jī)顯示屏幕,電子/光子電路,太陽能電池以及各種醫(yī)療,化學(xué)和工業(yè)過程等的強(qiáng)度和速度。它由以重復(fù)圖案的六邊形結(jié)合在一起的單層碳原子組成。由于石墨烯很薄,具有二維的特點(diǎn),石墨烯目前被視作是地球上最強(qiáng)的材料。
UIC的副教授兼化學(xué)工程部門主管Vikas Berry與同事們一起,利用化學(xué)工藝將納米材料沉積在石墨烯上,而不改變其碳原子的性質(zhì)和排列。在這樣的過程中,UIC的科學(xué)家們能夠保留石墨烯的電子遷移率,這對高速電子產(chǎn)品至關(guān)重要。例如,通過將等離子體銀納米顆粒沉積在石墨烯上,能夠?qū)⑹┨柲茈姵氐男侍岣?1倍。該研究由美國國家科學(xué)基金會(huì)(CMMI-1030963))資助,并在Nano Letters的一篇論文中進(jìn)行了報(bào)道。
這種新方法不是將分子添加到石墨烯的單個(gè)碳原子上,而是將如鉻或鉬等金屬原子加在六個(gè)碳原子上來組成六角形環(huán)。與碳中心鍵不同,該鍵被離域化,其保持碳原子的排列無失真和平面特性,使得石墨烯可以保持其獨(dú)特的導(dǎo)電性質(zhì)。這種用于在納米材料上沉積石墨烯的新化學(xué)方法擴(kuò)大了石墨烯應(yīng)用范圍,是一項(xiàng)石墨烯的革新技術(shù)。
Berry稱,石墨烯與其他納米系統(tǒng)的結(jié)合是一個(gè)挑戰(zhàn),因?yàn)槭┤狈瘜W(xué)錨定,如果為石墨烯的化學(xué)技術(shù)添加錨點(diǎn),將失去其優(yōu)越的性能。化學(xué)技術(shù)的區(qū)別將使石墨烯幾乎可以與任何物質(zhì)集成,同時(shí)保留其性質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)將引領(lǐng)全球范圍內(nèi)“ 以環(huán)為中心”的石墨烯技術(shù)的研究浪潮。