氫可調(diào)控氧化石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月22日報導(dǎo),,美國佐治亞理工學(xué)院的一項研討顯現(xiàn),,氫在決議氧化石墨烯的化學(xué)特性和結(jié)構(gòu)組成方面發(fā)揮了重要作用,??茖W(xué)家表明,,了解氧化石墨烯的特性以及怎么操控它們,,關(guān)于完成這種資料在納米電子設(shè)備,、納米機電系統(tǒng),、傳感,、復(fù)合資料,、光學(xué)、催化和能量儲存等范疇的潛在運用十分重要,。相關(guān)研討成果宣布在近期出版的《自然·資料》雜志上,。
該校物理系副教授伊莉莎·瑞多表明,,氧化石墨烯資料十分有趣,需經(jīng)過化學(xué)和熱過程將兩個含氧的官能團,,即環(huán)氧基團和羥基(氫氧基)團,,加入構(gòu)成石墨烯的碳原子晶格中而成形,因此可經(jīng)過熱處理或化學(xué)處理來改動氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),。
研討小組在此次研討中運用了坐落碳化硅晶片上的多層外延石墨烯,,這一樣本平均包含10層石墨烯。觀測成果顯現(xiàn),,35天后,,環(huán)氧基團的數(shù)量有所下降,羥基團的數(shù)目則略有添加,。直至3個月后,,兩組官能團的份額才根本完成了平衡。
為解析為什么室溫條件下會發(fā)生此種改變,,科學(xué)家研討了密度泛函理論:氫和氧將在官能團內(nèi)生成水,,這將減少環(huán)氧基團的數(shù)量,并略微添加羥基的數(shù)目,。經(jīng)過試驗丈量和理論計算,,科研人員提出,或許有氫參與其間,。而這一猜想,隨后被科研小組和來自德克薩斯大學(xué)達拉斯分校的研討團隊共同證明,。試驗樣本的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)在樣本制成后還將演化達1個多月之久,,正是其與氫不斷發(fā)生化學(xué)反響的成果。
研討人員表明,,氫在決議氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的作用,,代表了一種操控氧化石墨烯資料特性的新途徑。在資料的組成過程中,,他們可能會運用氫作為工具來改動其結(jié)構(gòu),。而經(jīng)過調(diào)整環(huán)氧基和羥基的散布和份額,可以完成關(guān)于資料特性的調(diào)控,。
接下來研討小組將了解怎么操控外延氧化石墨烯中氫的數(shù)量,,以及什么情況下會影響兩個官能團的反響等,最后,,他們或?qū)@得可與原始石墨烯電子傳輸特性比美的新式石墨基資料,,并誘導(dǎo)資料中發(fā)生電子帶隙和秩序結(jié)構(gòu),以便為納米電子設(shè)備的制造等商業(yè)運用鋪平道路,。