芝加哥伊利诺伊大学：新型化学方法将带来石墨烯技术革新

2017-06-20 10:38:25 作者：本网整理来源：石墨烯联盟分享至：

芝加哥伊利诺伊大学（UIC）的科学家已经发现了一种新的化学方法，将扩大石墨烯的应用同时保持其超快速电子学。该化学方法将通过扩大石墨烯纳米材料的应用范围来彻底改变石墨烯技术。

    近日，《纳米快报》（Nano Letters）在线发表了UIC的科学家通过使用化学工艺将纳米材料附着在石墨烯上而不改变石墨烯中碳原子的性质和排列，在扩大石墨烯的应用同时保持其超快速电子学的相关实验及证明研究成果。该论文题为“Retained Carrier-Mobility and Enhanced Plasmonic-Photovoltaics of Graphene via ring-centered η6 Functionalization and Nanointerfacing”。

    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。

    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。

    这项由国家科学基金（CMMI-1030963）资助的研究论文全文发表在 Acta Physica Sinica（DOI: 10.7498/aps.66.026103）上。