Science Island jamoasi yuqori kristalli grafenning makroskopik jismlarini o'rganishda yangi yutuqlarga erishdi.

Yaqinda Xitoy Fanlar akademiyasi Xefey Materialshunoslik instituti Qattiq jism instituti tadqiqotchisi Zhenyang Vang jamoasi yuqori kristalli grafenli makrosomalarning kovalent o'sishi va ularning elektr harakatlarini modulyatsiya qilishda bir qator yutuqlarga erishdi. tadqiqot natijalari Advanced Functional Materials and Chemical Engineering Journal jurnalida chop etilgan.
Grafen mukammal mexanik, elektr, termal va optik xususiyatlarga ega ikki o'lchovli uglerod materialidir. Grafenni samarali tayyorlash va makroskopik yig'ish uning keng ko'lamli qo'llanilishi uchun katta ahamiyatga ega. Hozirgi vaqtda suyuq fazani o'z-o'zini yig'ish, 3D bosib chiqarish va katalitik shablon usuli kabi grafen makrosomalarini an'anaviy tayyorlash usullari faqat grafen lamellari orasidagi kovalent bo'lmagan zaif o'zaro ta'sir aloqasini amalga oshirishi mumkin, bu esa grafen kristalli strukturasining uzilishiga olib keladi va asosiy omilga aylanadi. grafen makrosomalarining elektr xususiyatlarini cheklash.
Buni hisobga olgan holda, tadqiqotchilar yuqori kristalli grafen makrosomalarini tayyorlash uchun lazer yordamida qatlam-qatlam kovalent o'sish usulini ishlab chiqdilar va molekulyar dinamika simulyatsiyalari uning kovalent o'sish mexanizmini nazariy jihatdan ochib berdi. Kovalent o'sish usuli materialning uzluksiz kristalli tuzilishga ega bo'lishini ta'minladi va kovalent bo'lmagan yig'ilishga nisbatan uning qatlamlar orasidagi o'tkazuvchanligini 100- barobar oshirishga erishdi. Material qatlamlarni yig'ish, kristal sifatini tartibga solish, ion tashish kanallari, hajm effekti va grafenning keng ko'lamli qo'llanilishi bilan bog'liq boshqa muammolarni hal qilishga yordam beradi va grafenning energiya saqlash elektrodini qo'llash uchun asos yaratadi. Tegishli tadqiqot natijalari Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202305191) da chop etildi.
Bundan tashqari, grafen elektrodlarida past erkin elektron kontsentratsiyasidan kelib chiqadigan o'tkazuvchanlik muammosini hal qilish uchun tadqiqotchilar Cu va grafenning interfeysida barqaror Cu-C aloqasini hosil qilib, moddiy tizimga erkin elektronga boy mis nanozarralarini kiritdilar. , shunday qilib, elektron in'ektsiyasi orqali kompozit materialning o'ta yuqori o'tkazuvchanligini amalga oshirdi, o'tkazuvchanlik 0.37×107 S m-1 ga etadi, bu sof o'tkazuvchanlikka yaqin. metall. O‘tkazuvchanlik 0,37×107 S m-1 ga etadi, bu sof metallnikiga yaqin va sof grafennikidan 3000 marta yuqori. Zichlik funktsional nazariyasi (DFT) simulyatsiyasi bilan birgalikda rentgen nurlanishining nozik strukturasi (XAFS) spektroskopiyasi turli xil ilovalarni qondirish uchun grafenning o'tkazuvchanlik modulyatsiyasi uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan o'tkazuvchanlikka interfaal strukturaning ta'sirini ochib beradi. Natijalar Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J., 462, 142319 (2023)) da chop etilgan.
Yuqoridagi ish Xitoyning Milliy asosiy tadqiqot va rivojlanish dasturi, Xitoyning Milliy tabiiy fanlar jamg'armasi, Anhui provintsiyasi fan va texnologiya asosiy loyihasi va Anhui provintsiyasining asosiy tadqiqot va rivojlanish dasturi tomonidan qo'llab-quvvatlandi.