这是改善石墨烯的新化学方法 图片来源:Vikas Berry
伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家已经发现了一种新的化学方法,该方法不仅能使石墨烯保持住超高速电子器件的性能,而且还能使石墨烯在实际中得到广泛的应用。
石墨烯是一种轻质、薄而柔软的材料,可用来提升计算机的显示屏、电子/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与速度。它是由六边形的重复图案结合在一起的单层碳原子组成。
石墨烯,15年前由英国曼彻斯特大学的物理学教授首次分离出来,它是一种二维材料,厚度非常的薄,被认为是地球上强度最大的材料。
副教授Vikas Berry兼化学工程部门负责人及其同事使用化学工艺,在不改变石墨烯中碳原子的性质和排列的前提下,就将纳米材料附着在石墨烯上。通过这样做,伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家保留了石墨烯的电子迁移率,这在高速电子学中是至关重要的。
Vikas Berry说,通过将等离子体银纳米颗粒添加到石墨烯中,也使得石墨烯太阳能电池的效率提高了大约11倍。
这项由国家科学基金(CMMI-1030963)资助的研究已发表在《Nano Letters》杂志上。
Vikas Berry的新方法不是将分子添加到石墨烯的单个碳原子中,而是将诸如铬或钼的金属原子添加到一个苯环的六个原子中。与以碳为中心的化学键不同,该键被离域化,这使得碳原子的排列保持不变和呈平面状,从而使得石墨烯保持其独特的导电性能。
Berry说,在石墨烯中加入纳米材料的新化学方法将扩大其应用的范围,从而彻底改变石墨烯技术的发展。
他说:“石墨烯与其他纳米系统的接口是一个挑战,因为石墨烯缺乏锚定化学物质,但如果以改变石墨烯的化学物质来添加锚点,那么它将失去其优越的性能。我们本次研究的化学特性几乎能使石墨烯与任何东西结合,同时保留其特性。
我们设想,我们的工作将促使全球向‘环状’化学反应的方向发展,从而将石墨烯与其他系统连接起来。