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研究人员释放了石墨烯的巨大潜力

澳大利亚研究人员透露,石墨烯未能实现其作为革命性的“超材料”的宣传是有充分理由的。他们发现,石墨原料的性能不佳应归咎于硅污染物-如果能够消除杂质,石墨烯最终将获得其作为电子材料的真正能力。

石墨烯不仅是人类已知的最强物质,而且极具柔韧性,透明性,并且在导热和导电方面比铜好得多。作为2010年诺贝尔物理学奖的得主,它有望改变我们所知道的电子设备。

研究人员向我们许诺的柔性电子产品,快速闪电的计算机芯片,高效太阳能电池,精制水过滤系统和超灵敏传感器在哪里?这些设备的示例完全没有广告宣传的那样,并且业界证明不愿意采用它。

在《自然通讯》杂志上发表的一项研究中,RMIT大学(RMIT)的研究人员追踪了造成这种幻灭性能的原因。看来,即使石墨烯中的硅含量最少,也会损害超材料的性能。(相关:新研究发现,指甲油中发现的有毒化学物质在涂抹后几小时就进入了女性体内。)

硅杂质可占石墨烯功能的一半

澳大利亚研究小组从商业供应商那里获取了石墨烯样品。他们用一种称为扫描跃迁电子显微镜的强大仪器在材料的每个原子上打孔。

RMIT研究员Dorna Esrafilzadeh报告说,商业石墨烯含有大量硅杂质。这些污染物来自自然与石墨混合的硅,石墨是制造石墨烯的原材料。

Esrafilzadeh的理论认为,在许多研究中,硅杂质的不一致性应归咎于硅杂质。她还认为,类似的污染也阻碍了其他只有一个原子厚的二维材料。

她在论文中说:“石墨烯被认为具有变革性,但到目前为止,它和某些类似的2D纳米材料一样,都没有产生重大的商业影响。”“现在,我们知道为什么它没有达到承诺的表现,以及需要做什么以发挥其全部潜力。”

评估还表明,在电极测试中,硅杂质的存在会使石墨烯材料的性能下降多达50%。

纯石墨烯装置打破了所有记录并达到理论值

石墨烯的二维特性是其最大的优点最大的缺点。一片材料的厚度为单个原子。由于这些薄板很多都可以塞在狭窄的空间中,因此非常适合存储大量的电量,并使需要大表面积的传感器成为可能。

但是,同样的厚度使石墨烯极易受到最终附着在其表面的污染物的伤害。因此,皇家墨尔本理工大学的研究人员强调了使用最纯净质量的石墨来制造类似的无杂质产品的重要性。

为了证明他们的观点,他们使用了最纯的石墨烯片来构建超级电容器,超级电容器是一种能量存储设备,具有更高的能量存储能力,可以换成更低的电压限制。实验表明,原型储能装置可以容纳大量电荷。

Esrafilzadeh和她的团队进一步指出,他们的石墨烯超级电容器在电容量方面创造了新纪录。实际上,该器件接近石墨烯应达到的理论值。

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