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3D石墨烯结构?Just freeze it!

作者:重庆墨希科技有限公司    浏览次数:    发布日期:2019-05-24

被科学家称为能“彻底改变21世纪”的新材料之王---石墨烯,由于目前技术层面的限制,只能在二维平面上进行石墨烯的操作,因此这对于该材料商业化应用与产业化发展有一定的限制。 最新研究表明,通过应用3D打印技术和普通的冰块,能够将石墨烯在三维结构上固定于气凝胶中。

石墨烯自2004年研发成功之后,一直被各界寄予厚望,但众所周知的是,石墨烯的制备并不容易,在当前的技术条件下,它仅仅能在二维结构进行操作加工,这一特点,限制了石墨烯在电子设备,医学诊断设备制造和其他工业中的商业化应用。

最近,由布法罗大学的工程师们领导的一支国际研究团队,成功地解决了以上难题,他们建造了一种新的结构模型,能够成功地固定石墨烯在三维结构上的形态。2月10号在Small杂志上发布的文章告诉了我们该团队是如何做到的。

一种简单做法是首先制备凝胶形态的氧化性石墨烯的悬浮液。然后将其浇注在冷冻模型中制成3D物块。但是这种做法只对简单结构有效,商业化应用有限。

另一种做法是使用3D打印技术。科学家们首先将石墨烯与聚合物或者其他增稠剂混合,防止石墨烯在水中瓦解;然后将混合好的石墨烯再与冰水混合,在-25℃的表面温度下,使用改进过的3D打印机将混合液制成晶格状立方体,其中氧化性石墨烯在三维空间内悬挂在立方体中。

当上述步骤完成之后,将制备好的晶体放入液氮中,加强氢键的结合力。一段时间后再放入冻干机,将固态冰转化为气态。最终的结果是,石墨烯气凝胶能够在室温下仍然保持复杂的空间结构。