Forskere bruger mikrobølger til at producere grafen i høj kvalitet

Rutgers Universitys ingeniører har fundet en simpel metode til at fremstille grafen af ​​høj kvalitet, der kan bruges i næste generations elektroniske og energienheder:bag blandingen i en mikrobølgeovn.

Opdagelsen er dokumenteret i en undersøgelse offentliggjort online i dag i tidsskriftet Videnskab .

"Dette er et stort fremskridt inden for grafenområdet, "sagde Manish Chhowalla, professor og lektor i Institut for Materialevidenskab og Teknik i Rutgers' Ingeniørskole. "Denne enkle mikrobølgebehandling fører til usædvanlig høj kvalitet grafen med egenskaber, der nærmer sig dem i uberørt grafen."

Opdagelsen blev gjort af post-doc-medarbejdere og bachelorstuderende i afdelingen, sagde Chhowalla, der også er direktør for Rutgers Institute for Advanced Materials, Enheder og nanoteknologi. Undergraduates som medforfattere af a Videnskab papir er sjældent, men han sagde "Rutgers Materials Science and Engineering Department og Engineering School ved Rutgers dyrker en kultur af nysgerrighedsdrevet forskning hos studerende med friske ideer, der ikke er bange for at prøve noget nyt."

Grafen - 100 gange hårdere end stål - leder elektricitet bedre end kobber og afleder hurtigt varme, gør det nyttigt til mange applikationer. Storskalaproduktion af grafen er nødvendig til applikationer som printbar elektronik, elektroder til batterier og katalysatorer til brændselsceller.

Grafen kommer fra grafit, et kulstofbaseret materiale, der bruges af generationer af studerende og lærere i form af blyanter. Grafit består af ark eller lag af grafen.

Den nemmeste måde at lave store mængder grafen på er at eksfoliere grafit til individuelle grafenark ved hjælp af kemikalier. Ulempen ved denne tilgang er, at der forekommer sidereaktioner med oxygendannende grafenoxid, der er elektrisk ikke-ledende, hvilket gør det mindre anvendeligt til produkter.

Fjernelse af ilt fra grafenoxid for at opnå grafen af ​​høj kvalitet har været en stor udfordring i de sidste to årtier for det videnskabelige samfund, der arbejder med grafen. Ilt forvrænger grafens uberørte atomstruktur og forringer dets egenskaber.

Chhowalla og hans gruppemedlemmer fandt ud af, at bagning af det eksfolierede grafenoxid i kun et sekund i en 1, 000 watt mikrobølgeovn, som dem, der bruges i husholdninger over hele Amerika, kan fjerne stort set al ilten fra grafenoxid.