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浙大高超AM:高结晶度的多功能宏观组装的石墨烯纳米薄膜

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学研汇 2021-10-24 21:49
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基于石墨烯的宏观材料,如纤维、薄膜和气凝胶,都是使用通常分散在水中的氧化石墨烯(GO)薄片制备而成。GO可以很容易地加工成微米大小或更大的三维物体。尽管这些GO衍生材料在各个领域的研究和应用都取得了巨大进展,然而这些产品(如薄膜)并不完全具有石墨烯本身的理想性能和一些已实现的性能(即使在高温下进行石墨化)。

近日,浙江大学高超教授,方文章,韩国基础科学研究所Rodney S. Ruoff报道了采用一种樟脑辅助的“冷却-收缩”策略来获得厚度从16到48 nm的独立大面积(直径4.2 cm)薄膜,研究人员称之为“nMAG”。

文章要点

1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)。

2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。

参考文献

Li Peng, et al, Multifunctional Macroassembled Graphene Nanofilms with High Crystallinity, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202104195

https://doi.org/10.1002/adma.202104195

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