Ny kemisk metode kan revolutionere grafen

Forskere fra University of Illinois i Chicago har opdaget en ny kemisk metode, der gør det muligt at inkorporere grafen i en lang række applikationer, samtidig med at dens ultrahurtige elektronik bevares.

grafen, en letvægter, tynd, fleksibelt materiale, kan bruges til at forbedre styrken og hastigheden af ​​computerskærme, elektriske/fotoniske kredsløb, solceller og diverse medicinske, kemiske og industrielle processer, blandt andet. Det består af et enkelt lag af carbonatomer bundet sammen i et gentaget mønster af sekskanter.

Isoleret for første gang for 15 år siden af ​​en fysikprofessor ved University of Manchester i England, den er så tynd, at den betragtes som todimensionel og menes at være det stærkeste materiale på planeten.

Vikas Berry, lektor og afdelingsleder for kemiteknik, og kolleger brugte en kemisk proces til at fæstne nanomaterialer på grafen uden at ændre egenskaberne og arrangementet af kulstofatomerne i grafen. Ved at gøre det, UIC-forskerne bevarede grafens elektronmobilitet, hvilket er essentielt i højhastighedselektronik.

Tilføjelsen af ​​de plasmoniske sølvnanopartikler til grafen øgede også materialets evne til at øge effektiviteten af ​​grafenbaserede solceller med 11 gange, sagde Berry.

Forskningen, finansieret af National Science Foundation (CMMI-1030963), er blevet offentliggjort i tidsskriftet Nano bogstaver .

I stedet for at tilføje molekyler til de individuelle kulstofatomer af grafen, Berrys nye metode tilføjer metalatomer, såsom chrom eller molybdæn, til de seks atomer i en benzoidring. I modsætning til kulstofcentrerede bindinger, denne obligation er delokaliseret, som holder carbonatomernes arrangement uforvrænget og plant, så grafenen bevarer sine unikke egenskaber ved elektrisk ledning.

Den nye kemiske metode til at annektere nanomaterialer på grafen vil revolutionere grafenteknologien ved at udvide omfanget af dens anvendelser, sagde Berry.

"Det har været en udfordring at forbinde grafen med andre nanosystemer, fordi grafen mangler en forankringskemi, " sagde han. "Og hvis grafens kemi ændres for at tilføje ankre, den mister sine overlegne egenskaber. Forskellen mellem vores kemi vil muliggøre integration af grafen med næsten alt, samtidig med at dens egenskaber bevares.

"Vi forestiller os, at vores arbejde vil motivere en verdensomspændende bevægelse i retning af 'ring-centrerede' kemier for at forbinde grafen med andre systemer."