【原创】石墨烯的孔自愈功能
时间:2015-01-22
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来源:石墨烯网
材料科学家发现,若在石墨烯中挖一个洞,材料自身会自修复,科学家们正在研究这种现象背后的功能。世界正在见证石墨烯革命。似乎没有应用,石墨烯不能涉及到的。如果预言是可以相信的,下一代或多或少都会出现基于这个神奇材料的传感器,晶体管和信息处理器等。但有一美中不足,就是还没有人想出了如何制备大片、质量稳定的石墨烯,以及形状可控性。

这主要是因为石墨烯生长成一层只有一个原子厚的其他材料。而且对碳来说,这更困难,因为这个元素与其他原子的亲和力都比较差,包括自本身。碳片可以卷起形成一个管或球或一些更奇特的形状。它还将与其他原子附近的反应,以防止生长,甚至可以把石墨烯分离。所以,科学家们试图研究石墨烯片与自身的反应及其反应环境来进一步理解石墨烯的习性。
曼彻斯特大学的Enter Konstantin Novoselov和几个朋友通过电子显微镜花了超过几个小时盯着石墨薄片才能看到它如何运动的。今天,这些家伙说他们已经发现了为什么石墨烯的出现不可预测的。那是因为你在石墨烯上打个“洞”,材料自动会重新组装。Novoselov和他们的伙伴们用电子束在石墨烯片上蚀刻小孔,用电子显微镜看看接下来会发生什么。他们还增加了一些原子的钯或镍,催化碳碳键的解离和结合孔的边缘从而使其稳定。他们发现,孔的大小取决于金属原子添加的数量,金属原子越多越可以稳定大孔形态。但令人奇怪的是,如果他们还添加了额外的碳原子进行组合,原本的这些金属原子会流离失所,而孔则会愈合。
Novoselov说修复的面积的结构取决于可用形式的碳。所以当为烃时,往往修复那些外来原子可以引入的非六角形缺陷结构。但为纯碳形式时候,修理的更全面,可以形成完美的石墨烯。这很重要,因为我们可以利用这一现象通过注入金属和碳原子制备任何形状的石墨烯。其中一个关键的问题是如何很快完成这一引入,这些过程是否可以控制的精度和可靠性。
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