新研究發(fā)現(xiàn)改進石墨烯材料性能的途徑

據(jù)新華社電 一項新研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯的純度問題可能是限制這種新材料廣泛應(yīng)用的一個障礙。減少石墨烯中的硅污染有望提升其性能表現(xiàn)，充分發(fā)揮石墨烯在工業(yè)界的應(yīng)用潛能。

石墨烯是從石墨材料中分離出來的、由一層碳原子組成的二維材料。它具有輕薄、強韌、導(dǎo)電和導(dǎo)熱效率高等性能，是被工業(yè)界寄予厚望的新一代材料。但石墨烯的實際表現(xiàn)卻不盡人意，在工業(yè)界普及的速度也不夠理想。

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研究人員領(lǐng)銜的團隊在英國《自然-通訊》期刊上報告說，他們利用最先進的掃描透射電子顯微鏡對市面上的商用級石墨烯樣品進行了原子級別的詳細檢查，發(fā)現(xiàn)其中的硅污染程度很高，而這對石墨稀的性能表現(xiàn)有很大影響。比如，受污染的石墨烯作為電極的性能可比理論預(yù)期值低50%。

參與研究的朗赫拉·阿里·賈利利說，由于石墨烯只有一層原子，特別容易受到表面污染的影響，而硅污染讓石墨烯性能表現(xiàn)不夠穩(wěn)定，因而很難建立起一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范石墨烯的性能指標(biāo)。

進一步實驗發(fā)現(xiàn)，雖然直接清除石墨烯中的硅污染難度較大，但只要清除制備石墨烯的原材料——石墨中的硅成分，就能較容易得到高純度石墨烯。

研究人員利用這種方法制備出高純度石墨烯，并用它們制成大容量電池，以及靈敏度極高的濕度感應(yīng)器，證實了高純度石墨烯的優(yōu)異表現(xiàn)。