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石墨烯应用

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  • 石墨烯的应用有哪些?

    随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动手机 、航空航天、新能源电池领域。[b]基础研究[/b]石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质--因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。[b]传感器[/b]石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。[b]晶体管[/b]石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性 石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。[b]柔性显示屏新能源电池[/b]新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。[b]海水淡化[/b]石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后,可形成约0.9纳米宽的通道,小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸,控制孔径大小,能高效过滤海水中的盐分。[b]储氢材料[/b]石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之成为储氢材料的最佳候选者。[b]航空航天[/b]由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年,美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。[b]感光元件[/b]以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件,可望透过特殊结构,让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍,而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中,可以应用于照相机、智能手机等。[b]复合材料[/b]基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能, 具有广阔的应用前景。目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上,而随着对石墨烯研究的深入, 石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料,增强了复合材料的许多特殊性能。[b]生物[/b]石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ,同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极,而不会改变或破坏性能,如信号强度或疤痕组织的形成。由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性,石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。 石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效,而且不会伤害到人体细胞。

  • 石墨烯的应用范围

    [font=&]随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动手机 、航空航天、新能源电池领域。[/font][b]基础研究[/b][font=&]石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质--因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。[/font][font=&]零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。[/font][b]传感器[/b][font=&]石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。[/font][b]晶体管[/b][font=&]石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性 石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。[/font][b]柔性显示屏新能源电池[/b][font=&]新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。[/font][b]海水淡化[/b][font=&]石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后,可形成约0.9纳米宽的通道,小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸,控制孔径大小,能高效过滤海水中的盐分。[/font][b]储氢材料[/b][font=&]石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之成为储氢材料的最佳候选者。[/font][b]航空航天[/b][font=&]由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年,美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。[/font][b]感光元件[/b][font=&]以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件,可望透过特殊结构,让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍,而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中,可以应用于照相机、智能手机等。[/font][b]复合材料[/b][font=&]基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能, 具有广阔的应用前景。目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上,而随着对石墨烯研究的深入, 石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料,增强了复合材料的许多特殊性能。[/font][b]生物[/b][font=&]石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ,同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极,而不会改变或破坏性能,如信号强度或疤痕组织的形成。由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性,石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。 石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效,而且不会伤害到人体细胞。[/font]

  • 原子吸收石墨炉应用-石墨管的使用事项

    石墨管使用须知1、目前石墨管按加热方式的不同,有纵向加热石墨管和横向加热石墨管之分。纵向加热石墨管有:标准石墨管——适用于原子化温度≤2000℃的元素,如Cd、Pb、Ag 等元素的测试。镀层石墨管——适用于低、中、高温原子化的元素。平台镀层管——适用于中、低温原子化的元素,优点是精度好,消除干扰能力强。横向加热石墨管有:带平台石墨管——适用于低、中、高温原子化的元素,精度好,消除干扰能力强。不带平台石墨管——适用于低、中、高原子化元素。2、当石墨锥已使用过,在装入石墨管之前应将石墨锥与石墨管接触处用挤去酒精的棉棒进行清洁处理,而后将石墨管装入石墨炉中,校正进样孔。3、启动仪器事先设计好的空烧程序,对石墨管进行空烧,使石墨管空烧的吸收值近似一个很小的吸收值或者为零。4、调节自动进样器毛细管插入石墨管内的深度。以空白液滴的下端刚刚接触到石墨管的内壁,而同时液滴上端也脱离进样毛细管,以此为准。5、石墨炉用的保护气体应该采用高纯度(≥99.99%)的惰性气体氩气而不采用氮气。因为氮气使极大多数金属元素的吸收值降低并在高温下与石墨管的碳生成有毒的CN 分子,产生严重的分子发射和背景吸收。同时石墨管的寿命也比使用氩气做保护气体时要短。6、换一批新石墨管测定时,必须先进行待测元素的烘干温度和时间、灰化温度和时间、原子化温度和时间的选择试验,求得待测元素的最佳温度和时间。因为每一批石墨管的电阻多少会有差别。7、请分析工作者切记:待测样品溶液绝对不能含有高氯酸、硫酸等强氧化性介质,否则对石墨管的破坏很快且严重。尤其是用氢氟酸分解样品,后用高氯酸赶去氢氟酸的操作,高氯酸必须清除干净,否则就会出现开始标准曲线测得很好,测样品溶液时很快就出现吸收值相差很大,测试数据无法采用,再测标准溶液时数据变坏。8、采用石墨炉测定元素时,吸收值最好采用峰面积形式而不采用峰高形式测量,这样带来较小的误差,而采用峰高测量时,影响因素太多,会带来较大的误差。9、测定时,烘干、灰化、除残阶段,石墨管内气路、外气路必须通氩气保护 原子化阶段时内气路停气,加热时间一般为2-3 秒 测定中高温原子化元素采用最大功率加热,低温原子化元素采用1 秒或0.X 秒加热。

  • Fungilab粘度计在石墨烯行业中的典型应用

    Fungilab粘度计在石墨烯行业中的典型应用

    [b][color=#333333] 石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,被称为[/color][color=#333333]“[/color][color=#333333]新材料之王[/color][color=#333333]”[/color][color=#333333],石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被称为[/color][color=#333333]‘[/color][color=#333333]黑金[/color][color=#333333]’[/color][color=#333333]。自被发现起便备受关注,吸引了众多追随者。[/color][color=#333333] 石墨烯是世上最薄也是最坚硬的[/color][color=#333333][color=#333333]纳米[/color][/color][color=#333333]材料,它几乎是完全透明的,只吸收[/color][color=#333333]2.3%[/color][color=#333333]的光;导热系数高达[/color][color=#333333]5300 W/[/color][color=#333333]([/color][color=#333333]m[/color][color=#333333][/color][color=#333333]K[/color][color=#333333]),高于碳纳米管和[/color][color=#333333][color=#333333]金刚石[/color][/color][color=#333333],常温下其电子迁移率超过[/color][color=#333333]15 000 cm2[/color] [color=#333333]/[/color][color=#333333]([/color][color=#333333]V[/color][color=#333333][/color][color=#333333]s[/color][color=#333333]),又比纳米碳管或硅晶体高,而[/color][color=#333333][color=#333333]电阻率[/color][/color][color=#333333]只约[/color][color=#333333]10-6[/color] [color=#333333]Ω[/color][color=#333333]cm[/color][color=#333333],比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板,甚至是太阳能电池。[/color][color=#333333] 石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个[/color][color=#333333][color=#333333]碳原子[/color][/color][color=#333333]厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法。常用的[/color][color=#333333][color=#333333]聚合物[/color][/color][color=#333333]涂层很容易被刮伤,降低了保护性能;而石墨烯来做[/color][color=#333333][color=#333333]保护膜[/color][/color][color=#333333],显著延缓了金属的[/color][color=#333333][color=#333333]腐蚀[/color][/color][color=#333333]速度,更加坚固抗损伤。石墨烯不仅是电子产业的新星,应用于传统工业的前途也不可限量。其应用方向:海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。石墨烯具有良好的导热、[/color][color=#333333][color=#333333]导电[/color][/color][color=#333333]性能。然而利用石墨烯其研制生产的柔性石墨烯散热薄膜能帮助现有笔记本电脑、[/color][color=#333333][color=#333333]智能手机[/color][/color][color=#333333]、[/color][color=#333333][color=#333333]LED[/color][color=#333333]显示屏[/color][/color][color=#333333]等,石墨烯能有助于大大提升散热性能。[/color][color=#333333] 石墨烯既然有这么重要的应用,那如何测定石墨烯的粘度呢?[/color][color=#333333] Fungilab[/color][color=#333333]公司[/color][color=#333333]EVO[/color][color=#333333]旋转粘度计为测定石墨烯的粘度提供了便利。[/color][color=#333333]EVO[/color][color=#333333]粘度计相比较于市面上其他公司的粘度计存在以下优势:[/color][/b][color=#333333] 1.EVO[/color][color=#333333]或者[/color][color=#333333]V-PAd[/color][color=#333333]转速范围为[/color][color=#333333]0.01-250rpm 2600[/color][color=#333333]个转速可选,[/color][color=#333333][color=#333333]DV*T[/color][/color][color=#333333]转速范围则为[/color][color=#333333]0.1-200rpm[/color][color=#333333],[/color][color=#333333]200[/color][color=#333333]个转速可选,参数优于[/color][color=#333333]DV2T[/color][color=#333333]。[/color][color=#333333] 2.EVO[/color][color=#333333]或者[/color][color=#333333]V-PAD[/color][color=#333333]测量数值精确到小数点后量位,[/color][color=#333333]br**kfield[/color][color=#333333]则精确到个位。这也是现场比较得出的结论。[/color][color=#333333] 3.EVO[/color][color=#333333]或[/color][color=#333333]V-pad[/color][color=#333333]标准配置为[/color][color=#333333]316[/color][color=#333333]不锈钢转子,[/color][color=#333333][color=#333333]DV*T[/color][/color][color=#333333]标准配置为[/color][color=#333333]304[/color][color=#333333]不锈钢转子。[/color][color=#333333]316[/color][color=#333333]不锈钢更耐腐蚀,耐酸耐用。[/color][color=#333333] 4.EVO[/color][color=#333333]或[/color][color=#333333]V-pad[/color][color=#333333]标准配置含转子支架,免费赠送[/color][color=#333333]FDB[/color][color=#333333]软件(可通过电脑操控),[/color][color=#333333][color=#333333]DV*T[/color][/color][color=#333333]标配则没有转子支架和软件(从客户那里比较得到的结论)[/color][color=#333333] 5.[/color][color=#333333]购买[/color][color=#333333]EVO[/color][color=#333333]通常比购买[/color][color=#333333]DV*T[/color][color=#333333]可以优惠近万元。[/color][b][color=#333333] 具体应用:[/color][color=#333333] 首先这款机器可以在主机上直接操作,测量样品的粘度。可以存储[/color][color=#333333]9[/color][color=#333333]个程序,一个程序可以选择一定的转子,设定固定转速,存储起来,应用时随时可以调用。同时该粘度计还可以设置梯度测量,即转速不是恒定的,是变化的,可以设定在一定的时间内转速有一个值达到另一个值,进行样品粘度的梯度测量。[/color][color=#333333]EVO[/color][color=#333333]标配的[/color][color=#333333]FDB[/color][color=#333333]分析软件,也有着很强大的功能,可以很方便的得到粘度变化曲线,在[/color][color=#333333]excel[/color][color=#333333]表中记录粘度变化过程中的值,也可以把多条粘度曲线绘制在一个图表上,方便比较。[/color][color=#333333] 在测量石墨烯的过程中可以选定一定的转子,设定一定的转速,得出测量结果。比如,选择[/color][color=#333333]Fungilab[/color][color=#333333]公司[/color][color=#333333]EVO[/color][color=#333333]([/color][color=#333333]L[/color][color=#333333])型粘度计,用[/color][color=#333333]L3[/color][color=#333333]转子,设定[/color][color=#333333]12rpm[/color][color=#333333]的转速进行测量,便可以得到以下结果:[/color][color=#333333][img=,555,811]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222327076067_2805_3311539_3.png!w555x811.jpg[/img][img=,553,409]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222327092047_1308_3311539_3.png!w553x409.jpg[/img][img=,555,844]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222327103810_1666_3311539_3.png!w555x844.jpg[/img][img=,555,844]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222327111631_8018_3311539_3.png!w555x844.jpg[/img][img=,555,844]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222327118377_830_3311539_3.png!w555x844.jpg[/img][/color][color=#333333][b][color=#333333] 该实验为了研究石墨烯的特性,测量的时间比较长,近[/color][color=#333333]40[/color][color=#333333]分钟。从测得的结果可以看出,石墨烯存在一定的剪切变稀现象。在实际应用中可以指定一个时间,测出石墨烯在某一时间点的粘度或者某一时间段的粘度求平均值。单从本实验测量出的粘度变化曲线趋势来看,测量时间不应小于[/color][color=#333333]1[/color][color=#333333]分钟,因为在前一分钟之内粘度变化太大,随后逐步处于“平稳”状态,选择的时间在前一分钟内容易出现比较大的误差。[/color][/b][/color][/b][img=,430,430]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222328267027_8088_3311539_3.jpg!w430x430.jpg[/img][img=,387,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812222328270457_4745_3311539_3.jpg!w387x388.jpg[/img] 公司微信号 微信公众号 Fungilab中国公司公司地址:北京市海淀区西杉创意园四区3号楼三层84号邮箱:fungilabchina@163.com电话:010 - 52879782 18510007815(微信)传真:010 - 52879782

  • 石墨烯:新材料王者之路有多长?

    石墨烯:新材料王者之路有多长?去年,华为掌门人任正非曾表示,未来10~20年,将迎来石墨烯颠覆硅的时代。随后,有西方媒体报道,西班牙研发出石墨烯电池,充电8分钟可续航1000公里。近年来,石墨烯似乎已成为无所不能的新材料之王。  中国科学院长春应用化学研究所(以下简称长春应化所)研究员牛利等人近日在石墨烯材料的制备及应用研究方面取得重要进展,该成果获得2015年吉林省自然科学奖一等奖。  牛利在接受《中国科学报》记者采访时表示:“虽然石墨烯材料具有相当特殊的物理及化学属性,但距离真正的实际应用还有很长的路要走。”  超级材料  石墨烯存在于自然界,只是难以剥离出单层结构,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。  2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。  他们不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。两人也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。  据牛利介绍,石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状结构的一种碳质新材料,具有极好的电学、力学、热学以及光学性能。  常温下,石墨烯电阻率比铜或银更低,是世界上电阻率最小的材料。石墨烯因电阻率低、电子迁移的速度快,有望用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。  石墨烯既是最薄的材料,也是最韧的材料。曾有实验证实,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克,却可以承受一只一千克的猫。  另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。  石墨烯的特殊性能使其迅速成为国际先进材料研发的新热点,引发了国内外科研人员的跟踪研究,牛利团队就是其中之一。http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/397ad04f-a6c9-4ae0-b410-480666e616ca.jpg诺沃肖洛夫团队捐赠给斯德哥尔摩的石墨、石墨烯和胶带  性能改良  这些年,牛利带领长春应化所现代分析技术工程实验室材料电化学课题组,密切关注国际石墨烯材料研发发展的最新趋势,围绕二维石墨烯材料理论设计、制备合成、性质表征以及其在电分析化学领域的应用开展了系列研究工作。  由于石墨烯片层之间具有强烈的相互作用,使其非常难以剥离。牛利告诉记者:“传统的氧化剥离方法是通过强氧化剂,让石墨烯边缘发生氧化作用,出现片层结构扭曲。这种方法由于使用大量的强氧化剂,如高锰酸钾、浓硫酸等试剂,制备的石墨烯材料结构可控性差,缺陷多,产率也较低。”此外,该方法直接产生的是石墨烯氧化物,还需要进一步的还原处理才能得到最终的石墨烯材料。  牛利团队利用微波能量辅助,同时辅以有机小分子插层剂,在石墨片层间通过微波逐渐渗透插层剂,使石墨烯片层逐渐剥离。“这项技术方法无需经过石墨烯氧化阶段,不仅可以直接制得高度还原性的石墨烯材料,还可以低成本、大批量制备高品质的石墨烯材料。”  当前,国际上制备石墨烯薄膜多采用昂贵的CVD(化学气相沉积)方法,牛利团队发现,这种方法很难控制薄膜的厚度,特别是难以进行复杂的图案化设计。另外,化学还原剂无论是液态还是气相的,都会导致二次化学试剂的使用。  “我们采用电化学技术,仅仅通过界面的电子转移过程,就可以控制石墨烯氧化物在界面的电化学还原沉积程度,这种方法技术简单、成本低廉、绿色环保,同时结构厚度、性状可控。”牛利说。  牛利团队还探索了新型石墨烯及其杂化材料在电极界面修饰、分析传感及其他相关领域的应用。http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/f7e4c11e-2c48-4aa2-93bd-047c011cbc1e.jpg显微镜下的石墨烯“单晶”  目标驱动  他们设计制备了石墨烯片层、薄膜和石墨烯杂化材料,并进一步探索了石墨烯及其杂化材料的化学结构特征和反应机理,将石墨烯及其杂化材料应用在传感分析、复合材料以及能源环境领域。  “作为工业技术,石墨烯要实现产业化,仍有许多未能克服的困难。”牛利指出,尽管国际上已经发布一些研究结果,将石墨烯用于电池电极材料、电容器器件构造、力学增强材料、导热薄膜等应用领域中,但这些领域的研究还有诸多的科学及工程技术问题亟待解决。  因为石墨烯的制备方式目前在技术上还存在缺陷,通过实验室内研制的石墨烯成本居高不下。曾有研究人员计算出目前的石墨烯价格高达5000元/克,比黄金还贵十几倍。  围绕化学制备石墨烯材料,低成本、大批量制备高品质石墨烯是个值得关注的技术问题。围绕微电子学及器件领域,科研人员还需要解决如何降低器件材料的制备成本、提高器件结构的均一性,如何将微观操作及纳米构造技术用于石墨烯器件中等问题。  目前在石墨烯材料的一些应用领域,如储能器件、导热材料、透明薄膜等方面,虽然已经有围绕需求的、具有应用前景的研究工作报道,但由于缺乏明显的直接应用领域及工程技术方法的结合应用,导致研究工作与应用需求还存在一定的距离。  牛利告诉记者:“将基础研究与工程技术方法有机结合,特别是与应用目标驱动结合,将会使石墨烯材料研究成果更好地投入到实际应用中。”

  • 导电材料--石墨烯

    石墨烯是一种二维晶体,最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electric charge carrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。 发展简史。第一:石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100 纳米),那么它将能承受大约两吨重物品的压力,而不至于断裂;第二:石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性,使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂,在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由于其高传导性、高比表面积,可适用于作为电极材料助剂 石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。 因此,两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。 石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构, 它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环, 是目前最理想的二维纳米材料.。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。

  • 【转帖】再来谈谈“石墨烯”

    石墨烯—改变世界的新材料 我们每个人都有使用铅笔的经历,但几乎没有人意识到当我们用铅笔在纸上留下字迹的同时也不知不觉地制造出了很有可能在不久的将来改变人类生活的新材料。这种目前在科学界最热门的材料就是石墨烯。顾名思义,石墨烯与石墨有紧密的联系。我们知道,石墨是一类层状的材料,它是由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。由于层间的作用力较弱,因此石墨层间很容易互相剥离,形成薄的石墨片,这也正是铅笔能在纸上留下痕迹的原因。这样的剥离存在一个最小的极限,那就是单层的剥离,即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨,这就是石墨烯。但长久以来,科学家们从理论上一直认为这种纯粹的二维晶体材料是无法稳定存在的,一些试图制备石墨烯的工作也均以失败而告终。直到2004年,英国曼彻斯特大学的A. Geim教授及其合作人员凭借极大的耐心与一点点运气终于如大海捞针般首次发现了石墨烯。他们采取的手段与铅笔写字有异曲同工之妙,即通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终通过显微镜在大量的薄片中寻找到了理论厚度只有0.34纳米(约为头发直径的二十万分之一)的石墨烯。这一发现在科学界引起了巨大的轰动,不仅是因为它打破了二维晶体无法真实存在的理论预言,更为重要的是石墨烯的出现带来了众多出乎人们意料的新奇特性,使它成为继富勒烯和碳纳米管后又一个里程碑式的新材料。而Geim教授也凭借这一发现获得了2008年诺贝尔物理学奖的提名。 石墨烯这一目前世界上最薄的物质首先让凝聚态物理学家们惊喜不已。由于碳原子间的作用力很强,因此即使经过多次的剥离,石墨烯的晶体结构依然相当完整,这就保证了电子能在石墨烯平面上畅通无阻的迁移,其迁移速率为传统半导体硅材料的数十至上百倍。这一优势使得石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。目前科学家们已经研制出了石墨烯晶体管的原型,并且乐观地预计不久就会出现全由石墨烯构成的全碳电路并广泛应用于人们的日常生活中。此外,二维石墨烯材料中的电子行为与三维材料截然不同,无法用传统的量子力学加以解释,而必须运用更为复杂的相对论量子力学来阐释。因此石墨烯为相对论量子力学的研究提供了很好的平台,而在这之前科学家们只能在高能宇宙射线或高能加速器中对该理论进行验证,如今终于可以在普通环境下轻松开展研究了。 石墨烯还具有超高的强度,碳原子间的强大作用力使其成为目前已知的力学强度最高的材料,并有可能作为添加剂广泛应用于新型高强度复合材料之中。石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性又让它在透明导电薄膜的应用中独具优势,而这类薄膜在液晶显示以及太阳能电池等领域至关重要。另外,石墨烯在高灵敏度传感器和高性能储能器件方面也已经展示出诱人的应用前景。可以说,石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象,更让我们对其充满了期待,也许在不久的将来,石墨烯就会为我们搭建起更加便捷与美好的生活。 看了以上的介绍,如果你对石墨烯产生了兴趣的话,不妨也可以尝试着DIY一下。其实很简单,只要你一点石墨、有一卷胶带和一台显微镜就可以了,当然还要加上足够的耐心。好了,现在你就可以像Geim教授一样开始在科学世界中的探索了。原文转自http://www.nimte.cas.cn/kxcb/kpwz/200908/t20090821_2430423.html编写人:周旭峰

  • 石墨炉原子吸收的应用问题

    以下是cucumber05 版友的问题,我来代发,请大家一起来讨论。你好,我最近正在做原子吸收石墨炉Pb的测定,是新手啊,也不太懂,想请教你几个问题: 1、绘制标准曲线中的空白溶液应该怎样选择? 2、为什么石墨炉视频总是闪烁呢?前一段时间还好好的,这几天却总是在闪烁。 3、在相同的条件下测同一样品的Pb浓度会越测越小?这样就导致重置曲线斜率的时候总是失败。不知道是什么原因,所以测出来的数据也不敢用,希望你能解答我这些问题。谢谢!!

  • 【新技术分享】“直接固体进样”石墨炉原子吸收光谱分析应用技术

    “在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]分析中,样品的引入技术在很大程度上决定了方法的检出限和精度。随着[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分析技术的发展,进样技术也经历了不断地创新、改革和完善”。液体进样仍然是绝大多数原子光谱分析中使用最多的进样技术,因此多数测定的第一步都需要进行消化分解。样品消解一直是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]分析中十分重要的一项工作,与此同时“分析样品处理和试样制备一直是整个分析过程中最费力、费时的一个环节”。许多特殊样品,特别是痕量分析时,挥发性元素或形成挥发化合物的元素,在样品预处理过程中的损失会导致测定结果偏低;待测元素被试剂、器皿等沾污将导致测定结果偏高;与样品溶液接触的材料将样品吸附可能导致测定结果明显损失;样品量少、或难以消解等原因造成消化分解定容困难等。因此,许多分析工作者进行了大量的实验工作,将固体样品直接引入火焰或石墨炉原子化器进行测定,以避免因样品处理过程中可能造成的被测元素的损失或引起的污染。[b]著名专家威尔茨先生在其专著中指出:“[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]中的系统误差,绝大多数发生在样品预处理时而很少由于分析本身所致,因此,痕量分析最好用直接法以避免样品预处理。一.固体样品可用石墨炉技术直接测定[/b]“固体样品可用石墨炉技术直接测定,因为这种样品可以在石墨管中就地加热分解”。Dlckford和Rossi首次开始应用这种方法,他们分析了NBS的标准物质――牛肝。用标准加入技术,直接将标准水溶液加到石墨管内的样品上进行校准,所得结果与铜、铅、锰、银的检验合格值相符,误差在10%以内。Chakrabhrti等后来分析了相同样中的六个元素并发现用固体直接进样的方法,很少有因污染而引起的问题。Langmyhr等对鱼、肝和植物性样品中的直接固体进样作了详细的研究,并测定了镉、铬、钴、铜、铅、锰、镍和磷。他们用标准加入技术,并直接与标准水溶液比较测定,所得结果与消化法及检验合格值相符。Grobenski等直接固体进样,在热预处理时,将氧气短暂地通入炉中就地灰化。由此破坏有机组分。他们发现与分析消化液相比,用这种技术几乎没有光谱和非光谱干扰。Norval和Gries用石墨炉直接固体进样法测定了金属镉中的铊。他们发现本方法比溶液测定更为灵敏,不需要费时的萃取步骤,受占污的危险性很小,并且耗样量极小。Kerber将样品直接加到石墨炉中测定了聚酯纤维中的金、聚丙烯中的铝和铁,及聚氟烃中的铜和铁所得结果与火焰法、比色法和发射光谱法很一致。

  • 原子吸收应用之石墨管使用交流大PK

    石墨管,我们天天使用,它们之间有什么不同呢,欢迎上传石墨管图片讨论与交流,积分奖励哦!回帖模式仪器品牌型号:石墨管类型/货号:进口/国产:分析样品类别:测定元素:使用次数(针):

  • 美利用电子成像技术分析石墨烯 通过掺杂改变性能满足特定需求

    中国科技网华盛顿11月15日电 美国能源部橡树岭国家实验室的科学家15日表示,利用实验室的电子显微镜获得的前所未有的石墨烯内单独原子的图像,人们有望全面解开该材料的应用潜能,满足从发动机燃烧室到电子消费品的需求。 人们首次获得石墨烯晶体是在2004年。石墨烯为二维(单层原子)结构,硬度超过钻石,强度赛过钢材,且具有电性能和热性能。通过了解石墨烯材料原子结构和键配位,科学家有望提出优化石墨烯的途径,让其更好地适用于特殊的应用。 在新出版的《物理评论快报》上,橡树岭国家实验室和范德比尔大学两机构科学家组成的研究小组发表文章说,他们利用消色差扫描透射电子显微镜对石墨烯中硅杂质的原子和电子结构进行了研究。 橡树岭国家实验室研究人员胡安-卡洛斯·艾德罗布表示,他们利用新的实验和计算方法来揭示石墨烯中单个杂质的键合特征。比如,他们能区分石墨烯中非碳原子是二维还是三维键合。事实上,自20世纪30年代人们推断出键配位后,这是科学家首次将其视觉化表现出来。 通过研究石墨烯的原子和电子结构以及了解其掺杂物质,科学家能够更好地预测何种掺杂能够提高材料的性能,细微地改变石墨烯的化学组成能够为不同的应用量身定做合适的石墨烯材料。例如,通过增加不同的元素,可以让石墨烯取代汽车中的铂催化转化器,也可让其改善电子器件的功能等。 由于石墨烯具有导热、导电和光学透明能力,因此它有潜力替代人们日常用的电子产品中内部元件材料。铟是储存量十分有限的元素,它因透明传导性而广泛地用于电子产品(电视、计算机、手机等)的显示器上,人们期望能用更廉价和更丰富的石墨烯来替代铟。(记者毛黎) 《科技日报》(2012-11-17 二版)

  • 【分享】中科院石墨烯

    [size=4]中科院煤化所成立于1954年,是高技术基地型研究所,主要从事能源环境、先进材料和绿色化工三大领域的应用基础和高技术研究与开发。经过五十多年发展,已成为从基础研究到工艺过程开发直至产业化的体系较为完备的国立研究机构。现有专业技术人员337人,中国科学院院士1人,高级科技人员131人。山西煤化所为国家经济建设和科学技术的发展做出了卓越贡献,共计获全国科学大会奖、国家发明奖、国家科技进步奖、中国科学院科技成果奖、发明奖、自然科学奖、杰出成就奖以及省部级成果奖180余项,获准国家授权专利340多项。山西煤化所在我国的煤炭能源转化、先进材料和绿色化工研发领域发挥着重要的作用。全国人大副委员长、中国科学院院长路甬祥在视察我所时欣然题词:发展高科技,实现产业化,为我国洁净能源与先进材料技术与产业作出战略性贡献。中科院炭材料重点实验室是我国最早从事新型炭材料研发的机构之一。重点研究新型炭材料制备过程中的相关科学基础问题、关键技术和共性技术。实验室也注重对新型炭材料应用工程技术的研发。目前研究领域覆盖了高性能炭纤维及其复合材料、极端环境下高性能和多功能特种炭材料、炭质多孔功能材料、纳米炭材料等。近年来,炭材料实验室共获国家级、省部级成果奖20余项,在一些重要研究方向已居国内领先的水平,如高性能炭纤维、高导热炭基材料、超高比表面积活性碳和石墨烯等。同时,一批研制成果已获得实用化。自2006年以来,本实验室紧跟国际形势,与国内知名研究机构,如中科院金属所等合作,重点开展了石墨烯及氧化石墨烯相关基础研究及批产放大化攻关。经过4年多摸索,已在氧化石墨可控合成、氧化石墨烯及热还原石墨烯制备、石墨烯/氧化石墨烯自组装薄膜材料等领域取得突破性进展。目前,本实验室制备的石墨烯具有比表面积大(500m2/g)、电导率高(300s/cm)、纯度高(98.3%)等优点,并已达克级规模。除可满足实验室内及所内各课题组日常科研需求外,还可少量供应给国内外各大科研院所及院校供科学研究及产业化探索性试验。[color=#ff7a4e]引用链接[url]http://www.sinocarbon-cas.com/[/url][/color][/size]

  • 【有奖讨论】原子吸收应用之石墨管的更换

    [font=宋体][size=4][font=KaiTi_GB2312] 在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分析中,石墨管是一种消耗件,其使用寿命与检测样品的种类、数量和样品基质有直接的关系,与检验员安装石墨管的质量优异也有一定的影响。[/font][/size][/font][font=宋体][size=4][font=KaiTi_GB2312] 石墨管的更换操作,因仪器品牌厂商之构造不同而略有差异,其更换工具和更换时长因检验人员的不同也会不一样。欢迎板油们参与石墨管更换之心得体会讨论,本版给予版面积分奖励哦。[/font][/size][/font][font=宋体][size=3]回帖摸板:[/size][/font][font=Times New Roman]1、 [/font][font=宋体]品牌型号:[/font][font=Times New Roman]2、 [/font][font=宋体]石墨管:原装进口[/font][font=Times New Roman] / [/font][font=宋体]国产[/font][font=Times New Roman]3、 [/font][font=宋体]使用寿命:[/font][font=Times New Roman]针 / 支[/font][font=Times New Roman]4、 [/font][font=宋体]更换工具:视频[/font][font=Times New Roman] / [/font][font=宋体]自带反光镜[/font][font=Times New Roman] / [/font][font=宋体]手动牙医镜[/font][font=Times New Roman] / [/font][font=宋体]其他[/font][font=Times New Roman]5、 [/font][font=宋体]更换时长:分(指检验员更换一次石墨管、调节好进样针位置用的时间)[/font]

  • 美国科学家新研制 能在室温工作的石墨烯变频器

    据美国物理学家组织网9月7日(北京时间)报道,美国科学家首次制造出能在室温下工作的石墨烯变频器,克服了用石墨烯制造电子设备时的重要障碍——能带隙。最新研究有望让科学家们用石墨烯制造出数字晶体管,从而大大扩展石墨烯在电子设备领域的应用。  石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,只有一层碳原子的厚度,是迄今最薄也最坚硬的材料,其导电、导热性能超强,远远超过硅和其他传统的半导体材料。很多科学家认为,石墨烯或能取代硅成为未来的电子元件材料,广泛应用于超级计算机、触摸屏和光子传感器等多个领域。但石墨烯没有对数字晶体管来说至关重要的能带隙,因此,用其制造数字设备会遇到很多问题。诸如硅等半导体中的电子具有价带和导带两种能级,其间的能隙被称为能带隙。拥有合适的能带隙能使晶体管被打开和关闭,从而使数字电路能用由0和1序列组成的二进制代码来存储信息。

  • 【分享】石墨烯研究新思路(附论文)

    [size=5] 国内外对多壁碳碳纳米管/羟基磷灰石复合材料的很多,经过浓硝酸氧化处理之后,多壁碳纳米管的端口被打开并在缺陷处引入大量的羟基与羧基,这是原位合成复合材料的基础;所得复合粉体中仅有碳管和羟基磷灰石两种物相,其中纳米级的短棒状羟基磷灰石均匀吸附在碳纳米管表面,形成了较强的界面结合。 [/size][size=5][url=http://www.sinocarbon-cas.com/NeiRong_63122_88795_cn.html]石墨烯[/url]跟钻石一样,都是纯碳。它由六边形网状原子构成,通过电子显微镜观察,它看起来很像蜂巢或者一块细铁丝网。虽然它很结实,但是柔韧性跟塑料包装一样好,可以随意弯曲、折叠或者像卷轴一样卷起来。铅笔里的笔芯——石墨是由堆叠在一起的石墨烯制成的。虽然每层石墨烯都很坚韧,但是层与层之间的连接非常不牢固,因此当你用铅笔写字时,纸上就会留下一道黑印。[/size][size=5]石墨烯的潜在应用方向包括触摸屏、太阳能电池、能量储存装置、手机和高速电脑芯片。然而杰姆表示,要用这种材料取代电脑芯片里的基本电子材料硅,还需要很长时间。5年前他第一个发现如何制成石墨烯。麻省理工学院研究石墨烯的研究人员托马斯帕拉库斯(Tomas Palacios)说:“在最近和这项研究的中期阶段,石墨烯很难取代硅,成为电脑电子的主要材料。硅是一项价值数万亿美元的产业,完美的硅加工技术已经产生40多年。” 目前国内外还没有羟基磷灰石与石墨烯复合材料的报道,现在提供一些国际碳纳米管相关论文,供大家参考,相信不久就会有大作出现。[/size][size=4][url=http://www.sinocarbon-cas.com/](石墨烯专家)[/url][/size]

  • 【求助】PEAA800石墨炉应用故障解决求助

    求助:在应用PEAA800的石墨炉部分时分别出现 “Zeeman magnet power supply not properly”“Maximum power ramp timed out [Code]”“THGA "Unexpected furnace error :ERROR:400,"HGA POWER ON not ready"”等不同异常,仔细、反复检查各个参数设置,均无问题。请问根本原因出在哪里?

  • 功能化石墨烯复合材料与蛋白质分离纯化

    [color=#333333]石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,其具有独特而优异的物理化学性质,故引起了科学界及工程界的广泛关注。石墨烯巨大的比表面积使其成为一种潜在的固相吸附材料。为了实现复杂基体样品中蛋白质的高选择性分离纯化,本文制备了一系列功能化石墨烯复合材料,研究了其在蛋白质选择性分离纯化中的应用,建立了满足不同类型的复杂基体样品(全血,鸡蛋清和细胞裂解液)中目标蛋白质的高选择性分离纯化方法。第一章简要综述了石墨烯的研究历史,结构性质及其合成方法。概述了石墨烯的表面功能化,石墨烯复合材料的制备,以及石墨烯及其复合材料在样品预处理等领域中的应用进展。第二章制备了一种新型功能化石墨烯复合材料。通过共价功能化的方式,氧化石墨烯(GO)表面依次经过环氧氯丙烷(ECH),亚氨基二乙酸(IDA)和1-苯硼酸(1-PBA)修饰后,再进一步螫合镍金属离子得到复合材料。复合材料由FT-IR, XRD, SEM, TGA和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]等手段进行表征。[/color]

  • 物理前沿分享:科学家将石墨烯聚光能力提高20倍

    科学家将石墨烯聚光能力提高20倍据美国物理学家组织网8月30日报道,英国科学家表示,他们对石墨烯的最新研究表明,让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍,改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器,让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。2010年,英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。现在,他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现,为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。此前科学家们就发现,将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方,用光照射于其上会产生电力,这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。更重要的是,因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性,石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。然而,迄今为止,这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈,石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力,其余光线全成了“漏网之鱼”。现在,科学家通过将石墨烯和纳米金属结构耦合在一起,并将金属结构采用特殊的排列方法置于石墨烯上解决了这个问题。这种所谓的等离子体纳米结构显著增强了能被石墨烯感应的光电场,并能有效地将光集中在石墨烯上,将石墨烯的聚光性能提高了20倍,而且其数据处理速度没有受到丝毫影响。该研究团队的主要成员、等离子体专家亚历山大·格里高仁科表示,石墨烯似乎是等离子体的天然伙伴,他们希望等离子体纳米结构能改进石墨烯设备的性能,现在他们不仅做到了,而且结果超乎想象,其聚光效率还可进一步提高。该研究的另一名参与者、剑桥大学工程系科学家安德鲁·法拉利表示:“迄今为止,石墨烯的主要研究领域一直集中于基础物理学和电子学。最新研究表明,石墨烯在光子学和光电子学领域也有重要的应用潜力,可用于制造太阳能电池和光敏器等多种有用设备。”石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,只有一层碳原子的厚度,是迄今最薄也最坚硬的材料,其导电、导热性能超强,远远超过硅和其他传统的半导体材料。很多科学家认为,石墨烯或能取代硅成为未来的电子元件材料,广泛应用于超级计算机、触摸屏和光子传感器等多个领域。(来源:科技日报 刘海英 刘霞)

  • 科学家开发出石墨烯太赫兹设备样机

    为研制太赫兹设备与操控系统开辟了广阔舞台 中国科技网讯 在电磁波谱中,太赫兹波段是当前最热的研究范围之一。据美国物理学家组织网5月2日报道,美国圣母大学通过实验证明了利用石墨烯原子层可以有效操控太赫兹电磁波,并制作了一台基于石墨烯材料的太赫兹调制器样机,为开发紧密高效且经济的太赫兹设备与操作系统开辟了广阔舞台。相关论文近日发表在《自然·通讯》杂志上。 人们每天都在用着电磁能量,看电视、听广播、用微波炉做爆米花、用手机通话、拍X光片等,电子产品和无线电设备中的能量大部分是以电磁波形式传输的。太赫兹波处于微波和可见光频率之间,在日常生活中有着重要应用。比如在通讯设备中,用太赫兹波能携带比无线电波或微波更多的信息;在拍X光片的时候造成的潜在伤害更小,所提供的医学和生物图像分辨率也比微波更高。 “太赫兹技术前景光明,但一个最大的瓶颈问题是缺乏有效的材料和设备来操控这些能量波。如果有一种天然二维材料能对太赫兹波产生明显反应,而且可以调节,就给我们设计高性能太赫兹设备带来了希望。而石墨烯正是理想的材料。”圣母大学电学工程系研究生贝拉迪·森赛尔-罗德里格斯说,石墨烯是仅有一个原子厚度的半导体材料,具有独特的电学、机械力学和热学性质,在诸多领域都有着潜在的应用价值,如最近开发的快速晶体管、柔性透明电子产品、光学设备,以及目前正在开发的太赫兹主动元件。 研究小组演示了他们用于概念论证而制作的第一台样机,这台基于石墨烯材料的调制器,可在石墨烯内部实现带内跃迁,是目前唯一能做到这一点的太赫兹设备。 该校电学工程系副教授邢慧丽(音译)指出,石墨烯自发现以来,一直被当作新研究的理想平台,但至今它在现实中还很少应用,操控太赫兹波就是其应用之一。在2006年时,他们曾想用二维电子气体来操控太赫兹波,去年他们论证了基于石墨烯的高性能设备,今年是首次通过实验证明了这种设备,并将进一步开展研究。(记者 常丽君) 《科技日报》(2012-05-04 二版)

  • 【有奖讨论】原子吸收应用之石墨管的更换

    [size=4][font=KaiTi_GB2312] 在AAS分析中,石墨管的更换操作,因仪器品牌厂商之构造不同而略有差异,其更换工具和更换时长也因检验人员的不同而不一样。欢迎板油们参与下面链接——石墨管更换之心得体会讨论,PE AAS版给予版面积分奖励哦。[/font][/size][url=http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20100805/2701734/]http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20100805/2701734/[/url]

  • 新方法可生产形状尺寸可控的石墨烯量子点

    科技日报 2012年05月19日 星期六 本报讯 (记者张巍巍)据物理学家组织网5月18日(北京时间)报道,美国堪萨斯州立大学的研究人员开发出一种新方法,可生产出大量形状和尺寸可控的石墨烯量子点,这或将为电子学、光电学和电磁学领域带来革命性的变化。相关研究报告发表在近日出版的《自然·通讯》杂志上。 由于边缘状态和量子局限,石墨烯纳米结构(GN)的形状和大小将决定它们的电学、光学、磁性和化学特性。目前自上而下的GN合成方式有平板印刷术、超声化学法、富勒烯开笼和碳纳米管释放等。但这些方法都具有生产率低、形状尺寸不可控、边缘不光滑、无法轻易转移至其他基底或溶解于其他溶剂等问题。 该校化学工程系的维卡斯·贝里教授等科研人员利用钻石刀刃对石墨进行纳米切割,使其变成石墨纳米块,这是形成石墨烯量子点的前提。这些纳米块随后将呈片状脱落形成超小的碳原子片,生成的ID/IG比值介于0.22和0.28之间,粗糙度低于1纳米的石墨烯结构。科研团队通过高分辨率的透射电子显微镜和模拟证明,生成的GN边缘笔直、光滑,而通过控制GN的形状(正方形、长方形、三角形和带状)和尺寸(不超过100纳米),研究人员能够大范围控制石墨烯的特性,使其应用于太阳能电池、电子设备、光学染料、生物标记和复合微粒系统等方面。 贝里表示,新型石墨烯量子点材料在纳米技术领域具有巨大的发展潜力,他们期望能通过此次研究进一步促进石墨烯量子点的发展。 总编辑圈点 石墨烯出现短短几年,产业界已有很多人预言它将成为未来电子业的中坚材料。制造纳米级的石墨烯点以代替硅晶单元,是石墨烯在电子业应用的关键一步,也是现在各国科学家竞相探索的目标。今年年初,美国莱斯大学成功利用碳纤维制造了纳米级的石墨烯圆片,效率比以往大为提高。这次堪萨斯大学实验成功的“石墨纳米切割”方式,进而能够控制石墨烯纳米点的形状,无疑开辟了一条新的技术思路。

  • 【求助】石墨炉应用!!

    请教各位,我用的是瓦里安的石墨炉,自动进样,标准曲线采用单点稀释测标准曲线,共测3个点(浓度),每个点测两次,取平均值.现在问题是,每个点第一次测试和第二次测试相差很大,第一次测试好像进样量和第二次不一样,不知什么原因?还有进样针的气泡怎么去除??发现进样管里试剂不是连续的.谢谢指导

  • 微波消解应用之消解石墨

    微波消解应用之消解石墨

    [font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]本人在前处理行业工作多年,有一点小小经验,跟大家分享一下。以后有时间会陆续给大家做一点。供大家参考。[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]今天跟大家分享的是煤炭、活性炭、石墨、石墨烯等碳基物质的分享。[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black][b][size=18px]消解难点:[/size][/b][/color][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]煤、焦炭和石墨,这些样品需要高温,较高的温度,在所有样品消解里面难度应该是首屈一指的。并由于全部是碳因此消解过程中也会产生大量的二氧化碳气体,对设备的耐压程度也是一种考验。完全消解所需的温度随着从木炭到石墨的矿化程度的增加而增加。[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black][b][size=18px]相关标准:[/size][/b][/color][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]GB/T 24533-2019 锂离子电池石墨类负极材料,附录3中,微量元素的测定方法有关于消解的推荐。该方法加入了0.4-0.5g样品,加入12mL王水进行消解,温度大于180即可。消解后过滤测试。该方法比较简单,可以满足大多数设备的使用条件,但是有大量沉淀,并不能保证待测元素全部消解。因此我这里给大家推荐一种完全消解的方法。[/color][/size][/font][img=,624,129]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291302241585_7702_3037308_3.png!w624x129.jpg[/img][size=18px][b][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black]设[/color][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black]备选择:[/color][/font][/b][/size][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]本方法使用温度较高,达到了[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]240℃,如果温度过低,那么基本上是没有效果的。通常大家使用的做食品,土壤的那种高通量的消解管子就不要尝试了。不仅没用,还容易污染你的管子。我用的是安东帕的Multiwave5000 + 20位的转子。[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black][img=,161,215]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291127019101_3189_3037308_3.png!w161x215.jpg[/img][img=,221,166]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291127022044_5635_3037308_3.png!w221x166.jpg[/img][img=,104,139]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291127024612_1517_3037308_3.jpg!w104x139.jpg[/img][/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black][b][size=18px]试剂的选择:[/size][/b][/color][size=10.5pt][color=black]6ml硝酸、4ml硫酸、2.5ml高氯酸,1ml氢氟酸加入顺序。添加硫酸(H2SO4)有助于在降低的蒸汽压下保持较高的温度。在200℃以上,尤其是石墨烯,需要高氯酸(HClO4)提供较高的氧化电位。为了溶解样品中的二氧化硅,可能需要氢氟酸(HF)。由于二氧化硅的含量不同,如果在冷却和稀释后二氧化硅出现白色凝胶状沉淀,则可能需要增加HF的体积。所有用作试剂的酸都是高浓度的分析级别:硝酸(HNO365%)、高氯酸酸(HClO4,70%)和氢氟酸(HF,40%)。用去离子水稀释和冲洗。[/color][/size][/font][size=12px][color=#ff0000][b]注意,并不是所有的消解管子都允许加入高氯酸的。这个方法里面加入了2.5mL高氯酸,对于某些设备来说比较有挑战性,能否使用一定要咨询相关的设备厂家。[/b][/color][/size][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][b][size=18px]程序的选择:[/size][/b][size=10.5pt]第一步在150℃下,借助HNO3消解反应组分,第二步在220℃下,HClO4被激活以消解大部分碳材料,同时产生和排放反应气体。在250°C下第三个保持步骤,以消除剩余的难以消解的石墨结构。对于最苛刻的样品,如石墨,这一过程可能仍然不会在所有情况下产生澄清的溶液,因此可能会留下一个“蓬松”的残留物。第二次运行有助于改善这些碳残留物的消化。对于这种额外的消化过程,加入2ml HClO4,由于没有易反应的物质,直接升温到240℃即可。处石墨外,活性炭,煤炭基本上一步可以解决问题。[/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=#C0504D][img=,479,355]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291128312761_1425_3037308_3.jpg!w479x355.jpg[/img][/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][color=black][b][size=18px]消解结果:[/size][/b][/color][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black]对于煤、活性炭、基本上一次就可以消解完全了。但是石墨样品有少量的碳颗粒存在,需要二次消解,其他样品一次可以完全消解干净。但是由于所有的石墨样品需要更多的氧化剂,这不能通过简单地延长反应时间来提供,因此在随后的第二次运行中加入2mlHCOl4。[/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei','sans-serif'][size=10.5pt][color=black][img=石墨,455,607]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291302406676_4375_3037308_3.png!w455x607.jpg[/img]石墨第一次消解,有少了沉淀[/color][/size][/font][img=石墨第二次,115,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291303082512_586_3037308_3.jpg!w115x209.jpg[/img]石墨补2.5mL高氯酸第二次消解澄清[img=煤炭,活性炭,石墨烯,451,256]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004291303080588_9122_3037308_3.jpg!w451x256.jpg[/img][font=&][size=10.5pt]活性炭、煤炭、石墨烯等一次消解就完全消解干净。[/size][/font]

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