美國加州理工學院的科研人員開發(fā)出一種在室溫下制備石墨烯的全新技術，有望應用于太陽能電池、發(fā)光二極管、大型顯示屏和各種電子產(chǎn)品。這使得石墨烯的商業(yè)化進程又邁出了堅實的一步。 

 

    通常情況下，制備石墨烯大約需要10小時，9到10個不同的步驟。而新方法僅需一個步驟，大約5分鐘。研究人員是在加熱銅催化合成石墨烯的實驗中發(fā)現(xiàn)新方法的。他們認為，形成石墨烯的關鍵是不能存在氧化銅，因而利用上世紀60年代開發(fā)的氫等離子體系統(tǒng)（即利用氫氣電離產(chǎn)生氫等離子體）去除氧化銅。結果表明，該系統(tǒng)不僅如此，還可以產(chǎn)生石墨烯，而且產(chǎn)出的石墨烯質(zhì)量更高，強度更大，且具有更高的電遷移率。 

 

    只有一個原子厚度的石墨烯擁有許多獨特的性能，其拉伸強度超過鋼的200倍，電遷移率比硅高2至3倍，因此在工程和科技領域有著極為廣泛的應用。不過，石墨烯要想達到工業(yè)應用，還有很大的難度。其制備以往需在1000攝氏度的高溫下進行，不僅會產(chǎn)生無法控制的較大形變，嚴重影響其固有的屬性，而且制備時間較長，且僅能生長出幾平方毫米的高流動性石墨烯。 

 

    新的制備方法可在室溫下數(shù)分鐘內(nèi)產(chǎn)生高流動性和幾乎無形變的石墨烯，其樣本更是達到了幾平方厘米大小。研究人員表示，利用新方法還可以產(chǎn)生幾平方英寸大小的石墨烯，這為其今后的工業(yè)化應用鋪平了道路。 

 

    研究表明，新方法之所以可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的石墨烯，是由于氫等離子體與空氣分子相互作用產(chǎn)生的氰基基團，可有效去除銅表面的缺陷。此外，科研人員還發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的石墨烯生產(chǎn)是隨機沉積的，而新的石墨烯生長方法更有序，沉積后可形成無縫片材，利于保持其機械和電子性能的完整性。 

 

    由于新方法所制備的石墨烯質(zhì)量較高，因此也拓展了其新的應用領域，如可用于防止材料降解，也可應用于太陽能電池和顯示屏的透明電極。另外，還可以主動形成缺陷石墨烯晶格結構，從而產(chǎn)生新的機械和電子屬性。