Ekip Science Island fè nouvo pwogrè nan etid kò makroskopik grafèn ki trè kristalin

Dènyèman, yon ekip chèchè Zhenyang Wang ki soti nan Enstiti Solid State, Hefei Enstiti Syans Materyèl, Akademi Chinwa Syans, te fè yon seri de pwogrè nan kwasans kovalan nan makwosòm grafèn trè cristalline ak modulasyon nan konpòtman elektrik yo, ak ki gen rapò ak yo. rezilta rechèch yo te pibliye nan Advanced Functional Materials and Chemical Engineering Journal.
Grafèn se yon materyèl kabòn ki genyen de dimansyon ak ekselan pwopriyete mekanik, elektrik, tèmik ak optik. Preparasyon efikas ak asanble makwoskopik grafèn yo gen gwo siyifikasyon pou aplikasyon gwo echèl li yo. Kounye a, metòd preparasyon konvansyonèl macrosomes grafèn, tankou faz likid pwòp tèt ou-asanble, enprime 3D ak metòd modèl katalitik, ka sèlman reyalize koneksyon ki pa kovalan fèb entèraksyon ant lamèl grafèn, ki mennen nan diskontinuite nan estrikti kristal grafèn ak vin faktè prensipal la. limite pwopriyete elektrik makrosòm grafèn yo.
Nan sans sa a, chèchè yo te devlope yon metòd kwasans kovalan kouch pa kouch ki te ede lazè pou prepare makwòm grafèn ki trè kristalin, ak simulation dinamik molekilè teyorikman devwale mekanis kwasans kovalan li yo. Metòd kwasans kovalan an pèmèt materyèl la gen yon estrikti kristal kontinyèl, epi li reyalize yon ogmantasyon 100-pliye nan konduktiviti kwa-kouch li yo konpare ak asanble ki pa kovalan. Materyèl la ede rezoud pwoblèm yo nan anpile kouch, règleman bon jan kalite kristal, chanèl transpò ion, efè volim ak lòt pwoblèm ki fè fas ak aplikasyon gwo echèl grafèn nan, epi mete fondasyon an pou aplikasyon elektwòd depo enèji graphene la. Rezilta rechèch ki gen rapò yo te pibliye nan Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202305191).
Anplis de sa, yo nan lòd yo rezoud pwoblèm nan nan konduktiviti ensifizan ki te koze pa konsantrasyon ki ba elèktron gratis nan elektwòd grafèn, chèchè yo te entwodwi gratis nanopartikul kwiv ki rich nan elèktron nan sistèm materyèl la, fòme yon kosyon ki estab Cu-C nan koòdone nan Cu ak grafèn. , konsa reyalize ultra-wo konduktiviti nan materyèl la konpoze atravè piki elèktron, ak konduktiviti a rive nan 0.37 × 1{07 S m-1, ki se tou pre sa yo ki nan pi bon kalite. metal. Konduktivite a rive nan 0.37 × 107 S m-1, ki se tou pre sa yo ki nan metal pi ak 3000 fwa pi wo pase sa yo ki nan grafèn pi. X-ray absòpsyon estrikti amann (XAFS) espektroskopi konbine avèk simulation teyori fonksyonèl dansite (DFT) revele efè estrikti entèfas sou konduktiviti a, ki se nan gwo siyifikasyon pou modulation konduktivite grafèn nan satisfè aplikasyon diferan. Rezilta yo te pibliye nan Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J., 462, 142319 (2023)).
Travay ki pi wo a te sipòte pa Pwogram Nasyonal Rechèch ak Devlopman Kle nan Lachin, Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan, Anhui Pwovens Syans ak Teknoloji Gwo Pwojè a, ak Anhui Pwovens Kle Rechèch ak Pwogram Devlopman.