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《Adv. Mater.》:熔融态玻璃表面上石墨烯的可控直接生长

北京大学纳米化学研究中心刘忠范院士领导的研究团队另辟蹊径,利用化学气相沉积(molten-state CVD)的方法,实现了在熔融态玻璃表面上石墨烯的直接生长。

玻璃由于其良好的透光性和低廉的成本,是我们日常生活中必不可少的传统材料。石墨烯是一种具有单原子层厚度的新型明星材料。将石墨烯与玻璃完美结合,发展出一种新型复合材料—石墨烯玻璃,既能够保持玻璃本身透光性好的优点,又能将石墨烯的高导电性、导热性和表面疏水等优异特性赋予玻璃,有望极大地拓展玻璃的应用空间。

普通玻璃软化温度较低,大约在600摄氏度左右,利用1000摄氏度高温在其表面生长石墨烯在传统观念中并不可行。北京大学纳米化学研究中心刘忠范院士领导的研究团队另辟蹊径,利用化学气相沉积(molten-state CVD)的方法,实现了在熔融态玻璃表面上石墨烯的直接生长。这是一个非常新奇的生长过程,石墨烯在熔融玻璃表面是同时成核的,而后生长为尺寸及分布都十分均匀的石墨烯圆片,最后这些石墨烯圆片拼接成膜。

《Adv. Mater.》:熔融态玻璃表面上石墨烯的可控直接生长

熔融态玻璃的各向同性,以及液体独有的促进碳迁移的能力,使得石墨烯在熔融态玻璃表面的成核和生长过程较固态绝缘衬底存在较大的优势。在熔融态玻璃表面实现石墨烯的可控直接生长,这对于石墨烯玻璃的规模化生产具有重要意义,因为在玻璃生产过程中同样存在熔体成型过程,将化学气相沉积法生长石墨烯过程引入其中,有望实现石墨烯玻璃的在线生产,这将极大地简化生产流程,节约成本。采用此方法得到的石墨烯玻璃不仅具有透明导电、导热和表面疏水性等特点,还具有良好的生物相容性。

《Adv. Mater.》:熔融态玻璃表面上石墨烯的可控直接生长

这一研究成果发表于《Adv. Mater.》上。该文章近期被《Nature Materials》作为Research Highlight进行了报道。

http://www.nature.com/nmat/journal/v14/n12/full/nmat4502.html

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