无需高温就能制造石墨烯的新方法-北极星输配电网

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下图是石墨烯在铜表面生长的早期图片。图中的六边形为石墨烯的原子核。从左至右，图的放大率依次增大，比例尺分别为 10μm,1μm, 以及 200nm。这些六边形紧密排列从而形成石墨烯片。

" 有了这项新技术，我们就可以在极低的温度下快速制备出大片的电子级石墨烯。" 该项技术的研发人、加利福尼亚理工学院资深科学家戴维 • 博伊德(David Boyd )说道。

博伊德以第一作者的身份在 3 月 18 日的《NatureCommunications》杂志上发表了一篇相关论文，讨论了这项新技术的实施过程及其赋予石墨烯的新性质。

石墨烯所具有的许多独特的性质，为工程和科学领域带来了大的变革。比如，它的拉伸强度比钢铁强 200 倍左右，电子迁移率比硅快了 2~3 倍。一个材料的电子迁移率是衡量电子在其表面迁移速度快慢的标准参数。

然而，这项技术的工业化推广仍然面临许多难题。现在制造石墨烯的技术需要 1800 F(1000 ℃)的高温——这给把石墨烯的生产整合进现有的电子制造产业带来了一定的难度。此外，高温下石墨烯的生长还会引发无法控制的较大形变，影响材料的固有属性。

" 此前，人们只能制造出几个平方毫米大小、电子迁移率较高的石墨烯。这种生产方式不仅要求高温，实施起来费时且步骤繁琐。" 叶乃裳说道。她是加州理工学院的物理学教授、纳米科学研究所名下的弗莱彻琼斯基金会的主任，同时也是博伊德所发表论文的通讯作者。她表示："我们的方法只需一步就能生产出具有高电子迁移率而几乎无内部应变的石墨烯，且不需高温条件。我们试制了几个大小为几平方厘米的样品。实验结果表明，此法可用于工业大生产。依此情形，最终我们未来会生产出几平方英寸，甚至更大的石墨烯片。这项技术将为石墨烯的工业化推广奠定下坚实的基础。"

这个新的生产方法是研究人员偶然发现的。2012 年，博伊德还在已故的大卫 • 古德温的实验室处工作，而他本人也只是加州理工大学机械工程与应用物理学系的一名教授，正致力于重复他在一篇论文中见到的制备石墨烯的方法。这个实验使用了烧热的铜催化石墨烯的生长。" 那时我连吃饭都在想着它。"现在正与叶乃裳的课题组合作的博伊德说道，" 但是盯着食谱我也找不到灵感。这个过程看起来很简单。我甚至拥有比初始实验更先进的仪器，所以这个实验对我而言本应非常简单。"

原标题：无需高温就能制造石墨烯的新方法

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