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研究人員借激光3D打印創(chuàng)造出原子薄的石墨烯

2017-06-22 17:04 來源:OFweek中國(guó)高科技門戶 責(zé)編:張曉丹

摘要:
近日,,萊斯大學(xué)和中國(guó)天津大學(xué)的納米技術(shù)人員正在使用激光3D打印來制造厘米級(jí)的原子薄的石墨烯物體。該研究可以幫助創(chuàng)造工業(yè)量的石墨烯,。

  【CPP114】訊:近日,,萊斯大學(xué)和中國(guó)天津大學(xué)的納米技術(shù)人員正在使用激光3D打印來制造厘米級(jí)的原子薄的石墨烯物體,。該研究可以幫助創(chuàng)造工業(yè)量的石墨烯。



  石墨烯是材料科學(xué)家非常感興趣的課題,。這是因?yàn)槠洳粌H具有很強(qiáng)的強(qiáng)度,,而且具有導(dǎo)電性,可用于從納米電子學(xué)到骨植入物的廣泛應(yīng)用,。


  對(duì)于這一研究,,最大的挑戰(zhàn)是量化合適的3D石墨烯。要做最有用的材料,,需要大量的數(shù)量,,到目前為止,科學(xué)家還沒有辦法以有效的方式制造石墨烯,。


  萊斯大學(xué)和中國(guó)天津大學(xué)的納米技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)最近在一項(xiàng)研究項(xiàng)目中使用激光3D打印制造了厘米級(jí)的原子薄的石墨烯物體,,這項(xiàng)研究項(xiàng)目有可能導(dǎo)致從非石墨烯原材料簡(jiǎn)單地制造大量石墨烯。


  對(duì)于研究項(xiàng)目,,萊斯化學(xué)家James Tour的實(shí)驗(yàn)室與天津的Naiqin Zhao的實(shí)驗(yàn)室合作,,適應(yīng)了普通的 3D打印技術(shù) 。使用在室溫下進(jìn)行的技術(shù)來制造石墨烯泡沫的指尖塊,。不需要模具,,原材料僅由糖粉和鎳粉組成。



  天津?qū)嶒?yàn)室的前學(xué)生,、現(xiàn)任天津博士后研究員、共同作者Junwei Sha說:“這種簡(jiǎn)單有效的方法不需要冷壓模具和高溫CVD處理,�,!�


  “我們應(yīng)該能夠使用這種方法來生產(chǎn)特定類型的石墨烯泡沫,如3D打印鋼筋石墨烯,,以及通過改變前體粉末來制備氮和硫摻雜的石墨烯泡沫,。”Junwei Sha補(bǔ)充說,。


  研究人員使用二氧化碳激光器來生產(chǎn)石墨烯塊,,這是激光燒結(jié) 3D打印機(jī) 所使用的一種。當(dāng)激光照射到糖和鎳粉末上時(shí),糖被熔化,,鎳作為催化劑,。隨著混合物冷卻,形成具有大孔隙的低密度石墨烯(這些毛孔占材料體積的99%),。


  隨后,,研究人員試圖找到最大限度的石墨烯生產(chǎn)時(shí)間和激光功率,激光照射過程一再反復(fù)重復(fù),。



  研究人員已經(jīng)確定了參數(shù)的有效組合,,認(rèn)為他們的技術(shù)可以在不同領(lǐng)域有很多用途。


  “使用我們的方法制作的3D石墨烯泡沫顯示了需要 快速成型 和制造3D碳材料的應(yīng)用,,包括能量?jī)?chǔ)存,、阻尼和吸音的應(yīng)用,”Rice的研究生Yilun Li說,。


  該研究論文已發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊ACS Nano上,。其他合著者包括Rodrigo Villegas Salvatierra、Tuo Wang,、Pei Dong,、Yongsung Ji、Seoung-Ki Lee,、Chenhao Zhang,、Jibo Zhang和Pulickel Ajayan,以及位于猶他州西約旦的Robert Smith,。


  Tour說:“這項(xiàng)研究是全球首例,。我們已經(jīng)展示了如何從非石墨烯原材料制造3D石墨烯泡沫,并且該方法適用于縮放成具有孔徑控制的3D打印應(yīng)用的石墨烯泡沫,�,!�

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