图为加州大学洛杉矶分校化学教授Yves Rubin及其同事制备的石墨烯纳米带的分子结构图

硅——一种通常用来制造半导体的闪亮的、易碎的金属。它是现代电子产品的重要组成部分。但随着电子设备变得越来越小，制造出相适的微小硅元件变得更具挑战性，成本也更加高昂。

现在，加州大学洛杉矶分校的化学家已经开发出一种生产石墨烯纳米带的新方法，许多科学家相信这种新结构有朝一日会为电子设备提供动力。这项研究发表在《美国化学学会杂志》。

加州大学洛杉矶分校学院的化学教授Yves Rubin表示：“纳米带是非常狭窄的石墨烯条，只有几个碳原子的宽度。但纳米带是拥有带隙的，这意味着电子必须被“推动”流过它们以产生电流。”

Rubin说：“没有带隙的材料可以让电子无障碍地流过，不能用来建立逻辑电路。”Rubin和他的研究小组通过基于紫外光和暴露于600摄氏度温度下分子的简单反应，构建了石墨烯纳米带分子。

加州大学洛杉矶分校加利福尼亚纳米系统研究所的成员Rubin表示：“没有其他人能够做到这一点，但是如果要在工业规模上构建这些分子，这将是非常重要的。”这种新方法改进了其他的用于制造石墨烯纳米带的方法，其中涉及了对被称为碳纳米管的石墨烯进行切割开管。

Rubin提到，这种特殊的方法是不精确的，会产生尺寸不一致的色带，这是一个问题，因为纳米带的带隙值取决于它的宽度。

为了创造纳米带，科学家开始合成四种不同的无色分子晶体。晶体将分子锁定在完美的方向上进行反应，然后团队使用光线将分子缝合成聚合物，这些聚合物是由碳和氢原子重复单元组成的大型结构。

然后科学家们将这些有光泽的深蓝色聚合物放在只含有氩气的烘箱中，并将其加热到600摄氏度。热量为聚合物提供了必要的能量提升，形成最终的键，使纳米带成为最终的形状：由碳原子组成的六边形环和沿着碳带边缘的氢原子。

Rubin说道：“我们基本上正在炭化聚合物，但我们正在以可控的方式进行。”虽然这个过程花费了大约一个小时，但是产生了八个碳原子宽数千个原子长的石墨烯纳米带。科学家们通过照射不同波长的光来验证纳米带的分子结构，这些纳米带的颜色和光泽都是深黑色的。

Rubin说：“我们研究了光的吸收波长，并揭示了纳米带带的结构和组成的特征。”研究人员已经为这个过程提交了专利申请。

Rubin透露现在团队正在研究如何更好地操纵纳米带，因为它们有粘聚的倾向，如何克服这个问题将是一个挑战。

Rubin表示：“目前只达到处理纤维束的程度，下一步将能够逐一处理每个纳米带。”

文章来自sciencedaily，原文题目为Chemists synthesize narrow ribbons of graphene using only light and heat，由材料科技在线汇总整理。