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北大科學(xué)家在玻璃表面成功實(shí)現石墨烯直接生長(cháng)

2016-05-10 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)

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【中玻網(wǎng)】北京大學(xué)一課題組利用化學(xué)氣相沉積的方法，通過(guò)優(yōu)化生長(cháng)條件，在玻璃表面成功實(shí)現石墨烯的直接生長(cháng)，有望加速石墨烯材料與玻璃產(chǎn)業(yè)的結合，推動(dòng)石墨烯玻璃大規模應用。有名學(xué)術(shù)期刊《自然材料》近日對這項較新研究進(jìn)行了報道。玻璃是成本低廉、透光性好的傳統建筑材料之一，而石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的碳材料，是目前已知的較薄、較堅硬、室溫下導電性較好并擁有強大靈活性的納米材料。將石墨烯與玻璃結合生產(chǎn)出的新型復合材料石墨烯玻璃，將較大拓展玻璃應用空間，引發(fā)玻璃產(chǎn)業(yè)從大批量低附加值應用到節約型高附加值應用的革命性轉變。
　　
　　據悉，當前石墨烯玻璃通常采用液相涂膜或轉移的方法獲得。這些方法獲得的石墨烯薄膜不可避免地存在表界面污染的問(wèn)題，從而嚴重影響石墨烯玻璃的性能。同時(shí)，傳統制備方法因操作繁復、成本高、產(chǎn)率低等問(wèn)題，也難以滿(mǎn)足大規模應用的需求。發(fā)展一種在玻璃基底上直接生長(cháng)石墨烯的新方法，是目前相關(guān)研究中的一個(gè)重要課題。
　　
　　經(jīng)過(guò)長(cháng)期研究，北大化學(xué)與分子工程學(xué)院劉忠范院士領(lǐng)導的研究團隊通過(guò)對反應氣體濃度、生長(cháng)溫度和生長(cháng)時(shí)間的準確調控，成功克服了玻璃表面催化裂解前驅體能力低、碳碎片在基底表面遷移能力弱等難題，在耐高溫玻璃和普通玻璃上成功實(shí)現了高品質(zhì)石墨烯薄膜的可控生長(cháng)。
　　
　　試驗證明，在石墨烯生長(cháng)條件下，普通玻璃以熔融狀態(tài)存在，表面高度均一并且各向同性。課題組利用熔融態(tài)玻璃的這些性質(zhì)，實(shí)現了尺寸及分布均勻的石墨烯圓片的生長(cháng)。利用直接生長(cháng)方法獲得的石墨烯玻璃，具有玻璃與石墨烯的界面接觸良好、界面純凈等優(yōu)異特性。
　　
　　據了解，由于石墨烯玻璃兼具玻璃的透光性，以及石墨烯的導電、導熱和表面疏水性等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)可應用于熱致變色窗口、防霧視窗以及光催化等方面。劉忠范院士表示，相信石墨烯玻璃在未來(lái)將有非常廣闊的應用前景，對于玻璃產(chǎn)業(yè)和石墨烯材料而言都至關(guān)重要。
　　
　　

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