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机械剥离制备石墨烯|引言篇

已有 1168 次阅读 2017-3-18 08:00 |系统分类:科普集锦|关键词:石墨烯

规模化制备与商业可用性是石墨烯走向应用的先决条件,机械剥离为石墨烯低成本大规模制备提供了最有前景的方法。这一系列文章侧重于基于相同剥离机理下不同的剥离技术。因为深入了解剥离机理能够为最优化剥离技术制备石墨烯提供有益指导,并着重于超声法(超声诱发缺陷)、球磨法、流体动力学法以及超临界流体技术。


引言

石墨烯作为一种二维纳米材料自其2004年被发现就引起了广泛的关注,而且由于其突出的性能以及应用前景成为了研究热点。石墨烯是世上最薄也是最坚硬

的纳米材料 ,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/(m·K),高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15 000cm2 /(V·s),又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。



目前,对于生产石墨烯有很多的方法,这些方法可被划分为两大主要体系:自下而上方式以及自上而下方式。前一种方式基于小分子化学反应共价连接构建2D网络结构,后一方式通过对石墨粉的剥离制备。自下而上的技术包括:CVD以及外延生长可以制备高质量低缺陷的石墨烯,由此产生的石墨烯非常适用于电子器件。然而这一技术受限于规模有限、成本高以及产量有限等。大规模制备石墨烯可通过自上而下的方式实现,即液相中直接剥离石墨粉。


系列文章主要讨论通过剥离石墨粉大规模制备石墨烯的方法技术,侧重于解释剥离技术中的机械机理。机械剥离技术包括超声、球磨以及流体动力学。首先,阐明机械剥离机理,同一机理下不同的剥离技术。其次,讨论机械剥离技术,如微机械剥离、应用最广的超声剥离,最新的球磨剥离以及具有革新意义的超临界流体技术等。


本词条由昂星科技团队Alee编辑

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