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石墨烯特性_还原氧化石墨烯薄膜方法介绍

信息来源:盛世天合光电    编辑:管理员

高分子材料如今使用的越来越广泛,在我们的生活当中起着十分重要的地位,本文就主要来介绍下石墨烯,看看石墨烯特性都有哪些?涨涨知识吧下面一起!

石墨烯简介

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。是目前已知世界上强度最高的材料。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米,把20万片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。

石墨烯特性

导电性

石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

机械特性

石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。在试验过程中,他们选取了一些之间在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上,这些孔的直径在1—1。5微米之间。之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力。

还原氧化石墨烯薄膜

还原氧化石墨烯薄膜方法主要有两类:高温热处理和低温化学还原。高温热处理法通常要求在1000℃以上,惰性或还原气氛中进行,还原本钱较高,而且要求承载石墨烯及其薄膜的基片能够耐受高温,因此限制了该方法的广泛应用。低温化学还原可以在低于100℃的条件下进行,易于实现GO材料的低本钱还原。但是,已报道的化学还原方法中效果最好的肼类还原剂(肼、二甲基肼等)和金属氢化物类还原剂(硼氢化钠、氢化锂铝等)的还原效果仍不理想,而且肼类物质不仅本钱高,还是剧毒物质,大量使用会对环境造成严重污染。此外,采用这两类物质还原GO薄膜时,会造成薄膜膨胀或破碎,无法得到高电导性的石墨烯薄膜。因此迫切需要开发高效、低本钱、无污染且适用于GO薄膜还原的低温化学还原方法。

还原后得到的石墨烯薄膜在导电性、力学强度和柔韧性等方面都有了明显的进步,解决了现有还原方法破坏薄膜结构的瓶颈题目。

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