霸气!电子科大博士生让黑色黄金石墨烯秒变白菜价
石墨烯这个名字或许大家耳熟能详,但真正了解的并不多。它被誉为“黑色黄金”,这个称号无疑十分耀眼。这样的高级材料,即将走进普通人的生活,这其中蕴含的奥秘实在令人好奇,值得我们去深入探究。
石墨烯的不凡之处
使得石墨烯,这种从石墨中剥离出来的仅有一层原子厚度的二维晶体,成为了自然界中最薄且强度最高的材料。它的断裂强度比最优质的钢材高出200倍,如此强大的特性在电子科技领域展现出了无限潜力。石墨烯有望取代硅,成为制造超微型晶体管和超级计算机的关键材料。这一突破性材料的问世,无疑将对电子产业产生深远的影响。同时,它在电学、热学、力学等领域的独特性质和广阔应用前景,也引起了科研界的广泛关注。
传统制备的难题
过去,石墨烯的制备并非易事。传统方法,如化学气相沉积(CVD)和氧化还原,各有不足。CVD虽有其优势,但在大规模生产高质量石墨烯时遭遇难题。氧化还原法虽可行,但成本与质量难以兼顾。因此,石墨烯因制备复杂、成本高昂,长期难以实现大规模应用。这一状况也限制了相关科技产业的进步,亟待解决。
新方法的诞生
电子科技大学的一位博士生唐永亮取得重大突破。他利用小型装置,只需将常见且价格低廉的天然气通入一端,装置另一端便能持续产出高质量的石墨烯。这一发现宛如黑暗中的一盏明灯。期刊审稿人也指出,这一成果填补了CVD法和氧化还原法之间的空白。此外,这种创新方法有望有效促进石墨烯的实际应用,甚至可能在更多高质量二维材料的批量制备中发挥关键作用。
成本的大幅降低
新方法经济实惠。唐永亮经过反复试验,成功将石墨烯的制造成本大幅削减。他所采用的方法成本与氧化还原法相仿,仅需几块钱就能生产出1克石墨烯,而其质量却远超氧化还原法。这种做法既提升了质量,又控制了成本。这效果如同打开了一个潘多拉魔盒,将石墨烯从昂贵的“黑色黄金”降到了接近“白菜价”的水平。此举将为更多行业提供使用石墨烯的机会,拓宽其应用领域。
方法的优化空间
这个新方法虽然取得了显著成效,但并非毫无瑕疵。《自然》杂志的编辑对其创新给予了高度评价,同时也指出了其中的不足。气泡气相法生产的石墨烯厚度与传统气相沉积法相比,仍然偏厚,这就像在前进的道路上遇到了一块绊脚石。这一发现为唐永亮和他的研究团队指明了研究方向。他们正致力于克服这些缺点。例如,他们正在尝试通过“打碎气泡”和“调整气体浓度”等方式来进一步优化,期望能提升石墨烯产量和质量。
研究人员的努力
这一成果的取得,离不开研究人员不懈的奋斗。于庆凯教授,作为石墨烯生长领域的先驱,他首次提出并在铜表面采用气相沉积法来培育石墨烯,这一经验已被广泛采纳。在他的指导下,唐永亮历时一年半,在2016年下半年成功探索出一套相对成熟的制备技术。在研究过程中,唐永亮为了找到最佳金属,就像爱迪生寻找钨丝那样,不断试验,他的这种不屈不挠的精神,正是成果得以诞生的关键因素。
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