石墨烯（xī）難以量產？研究人員用3D打印讓石墨烯達到工業（yè）量

石墨烯難以量產（chǎn）？研究人員（yuán）用3D打印讓石墨烯達到工業量

近日，萊（lái）斯大學和中國天津大學的納米技（jì）術人員正在使用（yòng）激光3D打印來製造厘米（mǐ）級的原子薄的石（shí）墨烯物體。該（gāi）研究可以幫助創造工業量的石墨烯。



石墨烯是材料科學家（jiā）非常（cháng）感興趣的課題。這是因為其不僅具有很強的強度，而且具有導電（diàn）性，可用於從納米電子學到骨植入物的廣泛應用。



對於這一研究，最大的挑戰是量化合適的3D石墨烯。要做最有用的材料，需要大量（liàng）的數量，到目前為（wéi）止，科學家還沒有辦法以有效的方式製造石墨烯。

萊斯大學（xué）和中國天（tiān）津大學的納米技術專家團隊最近在一項研究項目中使用激光3D打印製造了厘米級的原子薄的（de）石墨烯物（wù）體（tǐ），這項研（yán）究項目有可能導致從非石墨烯原材料簡單地製造大（dà）量石墨烯。



對於（yú）研究項目，萊斯化學家James Tour的（de）實驗室與天津（jīn）的Naiqin Zhao的實驗室合作（zuò），適應了普通的 3D打印技術 。使用在室溫下進（jìn）行的技術來製造石墨（mò）烯泡沫的（de）指尖塊。不需要模具，原材料僅由糖粉和鎳粉組成。

天津實驗室的前學生、現任天津博士後研究員、共同作者Junwei Sha說：“這種簡單有效的方法不需要冷壓模具和高溫CVD處理（lǐ）。”



“我們應（yīng）該能夠使用這種方法來生產特定類型的石墨烯泡沫，如3D打印鋼筋石墨烯，以及（jí）通過改變前體粉末來製備氮和硫摻雜（zá）的石墨烯（xī）泡沫。”Junwei Sha補充說。



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



隨後，研究人員試圖找到（dào）最大限度的石墨（mò）烯生產時間（jiān）和激光功率，激光照射過程一再反（fǎn）複重複。

研究人員已經（jīng）確定了參數的有效組（zǔ）合，認為他們的技術可以在不（bú）同領域有很（hěn）多用途。



“使用我們的方法製作的3D石墨烯泡沫顯示（shì）了需要 快速成型 和製造3D碳材（cái）料的應（yīng）用，包括能量儲存、阻尼和吸音的應用，”Rice的研（yán）究生Yilun Li說。



該（gāi）研究論文已發表在美國化學學會期刊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，以及位於猶他州西約旦的Robert Smith。



Tour說：“這項研究是全球首例。我們已（yǐ）經展示了如何從非石墨烯原材料製造3D石墨烯泡沫（mò），並且該方法適（shì）用於縮放成具有孔徑控製的（de）3D打印應用（yòng）的石墨（mò）烯泡沫。”

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