伊利诺伊州芝加哥大学通过分子环技术拓展石墨烯应用范围

 伊利诺伊州芝加哥大学（UIC）的科学家们发现了一种新的化学方法，可以将石墨烯纳入到广泛的应用中的同时保持其超快速电子学特性。石墨烯由英国曼彻斯特大学的物理学教授在15年前首次提出，石墨烯具有轻质，薄而柔软的特点，可用于增强计算机显示屏幕，电子/光子电路，太阳能电池以及各种医疗，化学和工业过程等的强度和速度。它由以重复图案的六边形结合在一起的单层碳原子组成。由于石墨烯很薄，具有二维的特点，石墨烯目前被视作是地球上最强的材料。

    UIC的副教授兼化学工程部门主管Vikas Berry与同事们一起，利用化学工艺将纳米材料沉积在石墨烯上，而不改变其碳原子的性质和排列。在这样的过程中，UIC的科学家们能够保留石墨烯的电子迁移率，这对高速电子产品至关重要。例如，通过将等离子体银纳米颗粒沉积在石墨烯上，能够将石墨烯太阳能电池的效率提高11倍。该研究由美国国家科学基金会（CMMI-1030963)）资助，并在Nano Letters的一篇论文中进行了报道。


    这种新方法不是将分子添加到石墨烯的单个碳原子上，而是将如铬或钼等金属原子加在六个碳原子上来组成六角形环。与碳中心键不同，该键被离域化，其保持碳原子的排列无失真和平面特性，使得石墨烯可以保持其独特的导电性质。这种用于在纳米材料上沉积石墨烯的新化学方法扩大了石墨烯应用范围，是一项石墨烯的革新技术。

    Berry称，石墨烯与其他纳米系统的结合是一个挑战，因为石墨烯缺乏化学锚定，如果为石墨烯的化学技术添加锚点，将失去其优越的性能。化学技术的区别将使石墨烯几乎可以与任何物质集成，同时保留其性质。该项技术将引领全球范围内“ 以环为中心”的石墨烯技术的研究浪潮。