石墨烯處理方法及用途

石墨烯是碳原子的二維陣列，對於各種應用顯示出巨大希望，但是對於許多建議的用途，材料需要可能是昂貴的並且難以可預測地應用的處理。現在，麻省理工學院和加州大學伯克利分校的一個研究小組發現了一個簡單，廉價的治療，可能有助於釋放材料的潛力。

這種新方法在本周出版的自然化學雜誌上發表的論文中有所描述，由麻省理工學院博士生Priyank Kumar和Neelkanth Bardhan，麻省理工學院教授Jeffrey Grossman和Angela Belcher和另外兩人在伯克利合作。“向日葵成人网站對石墨烯，氧化石墨烯和其他二維材料非常感興趣，可用於太陽能電池，熱電裝置和水過濾等許多其他應用”，Grossman，Carl Richard Soderberg副教授的電力工程。

雖然純石墨烯缺乏電子器件所需的一些關鍵性能，但通過添加氧原子對其進行改性可以提供這些性能，Grossman解釋說。 “在石墨烯上有氧原子對於這麽多應用非常重要，”Kumar補充說。但是目前的方法使氧原子不可預測地分布在石墨烯的表麵上，並涉及用苛刻化學品或在700至900攝氏度的溫度下處理。該團隊的新方法涉及將材料暴露於相對低的溫度，僅僅50至80℃，而不需要額外的化學處理。 “這是一種溫和的熱方法，”Bardhan說，“與已報道的其他方法，熱或化學方法，這提供了一種相對環保的方法，沒有劇烈的化學處理產生有害的副產品。此外，他說，治療可以很容易地大規模應用，使商業應用更可行。低溫退火工藝改變氧原子的分布，使它們形成簇並在它們之間留下純石墨烯的區域，而不會對整個石墨烯結構引入任何障礙，並且最重要的是保持氧含量。

新的處理允許材料的電阻降低四到五個數量級，這對於電子，催化和傳感應用是重要的。這是氧簇化的結果，其使得富氧區域絕緣，但是使得純石墨烯區域處於導電之間。此外，純石墨烯區域自然具有“量子點”的性質，其可以用作高效發光體以及其它應用。治療也大大增強了材料吸收可見光的能力，團隊說。 “Grossman說，與未處理的氧化石墨烯相比，它產生了38％的光子收集率的提高，這是一個重要的改進，這對於在許多應用如太陽能電池中的應用是重要的。

雖然Grossman的研究小組正在研究石墨烯在太陽能電池，熱電裝置，太陽能熱能燃料和海水淡化過濾器中的潛在應用，但Belcher集團正在探索生物應用，如血液中疾病病原體的傳感器，或靶向不溶性藥物到身體的特定區域。Grossman說，新的處理方法是“非常令人興奮，因為它為這些應用開辟了設計空間。