石墨烯层剥离的新技术

材料牛注：韩国高等科技学院（简称KAIST）研究团队研发出一种使石墨烯层无损剥离的新技术。

Sang-Wook Kim，韩国高等科技学院材料科学与工程系教授，他的研究团队研发了一项新技术，可使石墨烯层无损剥离。这项研究发现已发表于一月二十二日那一期的Nature Communications上。

石墨烯一种碳材料，通过化学键的作用，它的原子形成了蜂窝状结构。设想如果这种结构可以被切割成人们希望得到的形式，那么其他具有纳米结构的碳材料就可以被创造出来。许多研究者们试图获得精确的石墨烯剥离结构，但是目前该技术还面临着不少的挑战。

为了破坏碳原子间很强的键合力，需要引发一个强度等效的化学反应。然而化学反应不仅会切割出预期的边界，也会损坏周围的边界。传统技术一次性切割石墨烯，损坏了石墨烯结构的化学性质。这类似于在使用纸的时候使其受到磨损。

为了解决该难题，研究团队采用“杂原子掺杂”的方法。这种想法类似于一张纸撕裂后留下的凹槽。通过掺杂其他原子（如氮）到碳平面上，一些部分变得不稳定，然后在电化学的作用下使碳分离。氮或其他原子就相当于石墨烯面上的凹槽。

研究者们通过调整杂原子掺杂剂的量，很好的控制了石墨烯剥离的量，从而制得了一种高质量的纳米石墨烯，并且其二维晶体结构未遭到任何损坏。使用这项技术，研究者可获得一种拥有最先进能量转移速度的电容器。纳米石墨烯可同高分子、金属和半导体纳米分子结合，形成碳的复合材料。

Kim教授说道，“为了使这项技术商业化，杂原子掺杂需要得到进一步的研究。我们期望通过这项技术研究具有优良力学和电性能的织物状碳材料。”

原文参考地址：Researchers develop a technology to enable unzipping of the graphene plane

感谢材料人编辑部杨洪期提供素材