成果简介
近日，浙江大学高超教授课题组等研究人员在《Advanced Materials》期刊发表名为“Multifunctional macro-assembled graphene nanofilms with high crystallinity”的论文，研究提出一种将大面积（横向尺寸高达 4·2 厘米）氧化石墨烯 (GO) 组装薄膜（纳米级厚度）与基板分离的“冷却-收缩”方法。这种独立的宏观薄膜在 3000 °C 下热处理产生高度结晶的“宏观组装石墨烯纳米薄膜”（nMAGs），厚度为 16-48 nm。
在Ar气氛中加热使其结构完全碳化之后，发现nMAG具有优异的物理性能：抗拉断裂强度高达5.5-11.3 GPa（样品规格长度约为3 µm，宽度为2-5 µm）和0.62±0.4 GPa（样品规格长度约为5 mm，宽度约为1 mm），电导率范围为1.8-2.1 mS m−1，热导率范围为2027年至2820 W m−1 K−1。此外，24 nm的nMAG还具有较高的电子迁移率（1770 cm2 V−1 s−1）和较长的载流子弛豫时间（23 ps）。作为演示应用，基于nMAG的声音生成器在1 W cm−2时的响应度为30 µs，声压级为89 dB。由nMAG制成的一种THz超构表面对0.159 W mm−2的光响应度为8.2%，可检测到0.01 ppm的葡萄糖。该方法提供了一种从低成本GO片形成高结晶度GO纳米膜的直接途径。
图文导读
图1、nMAG的制备流程
图2、nMAG的结构
图3、3µm标距nMAG 的微观力学行为和变形机制
图4、nMAG 的功能特性及其应用演示
小结
综上所述，用于组装石墨烯纳米薄膜的方法可以扩展到其他基于二维材料的纳米薄膜和异质结构的制备，以用于高频功能器件等潜在应用。nMAG 可能用于高性能电子和光电设备，这些设备可能与 SLG 竞争（对于某些应用），并且可能用于 SLG 和更厚的宏观组装石墨烯薄膜无法用于的其他方式。
文献：
https://doi.org/10.1002/adma.202104195