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發(fā)現(xiàn)更廉價(jià)更簡(jiǎn)單的石墨烯制備工藝
NIKE自十多年前石墨烯正式被確認(rèn)，其已經(jīng)在科學(xué)界刮起了一陣風(fēng)暴，科學(xué)家和研究人員正試圖揭開(kāi)石墨烯在現(xiàn)在及未來(lái)潛在應(yīng)用的冰山一角。
的確，我們已經(jīng)看到了石墨烯在從電動(dòng)汽車(chē)的電池組到水凈化裝置等各方面的應(yīng)用，更不用提其在超級(jí)電容器、氫燃料電池和自存儲(chǔ)太陽(yáng)能等方面的應(yīng)用。但是唯一的問(wèn)題是，如果石墨烯不能比一些其他可選用的材料更便宜（例如鉑、銥等），那么它依舊貴得離譜。目前研究人員也只是掌握了石墨烯批量生產(chǎn)工藝的皮毛。
如果用ebay搜索“石墨烯”，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)上面所討論的問(wèn)題。例如一個(gè)38毫米的石墨烯花邊紙單圓孔的要價(jià)高達(dá)168美金，或者我們可以花35美金買(mǎi)一瓶100毫克的氧化石墨烯，而為了得到石墨烯，我們還需要對(duì)其進(jìn)一步加工。當(dāng)然，科學(xué)家和研究人員的研究已經(jīng)讓石墨烯有了一個(gè)相對(duì)較好的定價(jià)，但是如果要生產(chǎn)氫燃料電池，我們?nèi)孕枰度霐?shù)千美元，盡管這已經(jīng)比諸如鉑一類(lèi)的電池更便宜了。
加州理工學(xué)院的研究人員幾乎是無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了更加廉價(jià)且更加簡(jiǎn)單的石墨烯制備工藝。目前最好的石墨烯制備方法也要求10個(gè)小時(shí)，經(jīng)歷10個(gè)不同的過(guò)程，并要求溫度達(dá)到1800℉——這要求特殊的設(shè)備來(lái)完成。
新工藝的工作溫度只有788℉，并且整個(gè)過(guò)程只需5分鐘！加州理工學(xué)院的DavidBoyd博士致力于探尋簡(jiǎn)化石墨烯生產(chǎn)工藝的方法，可鮮有成功。在加熱銅片期間，需要氧化甲烷，為石墨烯提供碳源，但是在這期間，Boyd博士卻被一個(gè)電話打斷。
就是這個(gè)電話，導(dǎo)致了銅片的輕微過(guò)燒，結(jié)果竟然形成了石墨烯！而先前存在的問(wèn)題是氧化銅會(huì)阻礙石墨烯的生長(zhǎng)。多虧了電話這一“不速之客”，過(guò)熱使得氧化銅消失，進(jìn)而允許石墨烯原位形成。正是基于這一令人驚訝的時(shí)刻，Boyd博士繼續(xù)使用不同的化學(xué)過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這一工藝比先前預(yù)期的工作溫度還低。當(dāng)擴(kuò)大規(guī)模時(shí)，更加廉價(jià)且易得的石墨烯將推動(dòng)石墨烯的研究以及石墨烯基產(chǎn)品的潛在商業(yè)化進(jìn)程。
無(wú)獨(dú)有偶，最近浙江大學(xué)高超教授課題組經(jīng)過(guò)多年探索，發(fā)現(xiàn)了一種新型、廉價(jià)、無(wú)毒的鐵系氧化劑，取代了沿用半個(gè)多世紀(jì)的氯系、錳系氧化劑。這種方法很“綠色”，沒(méi)有爆炸隱患，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好。同時(shí)，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，這種方法做單層氧化石墨烯，在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能完成，有望在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。這項(xiàng)成果發(fā)表《NatureCommunication》上。
