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石墨烯是如何提取的?

石墨烯可分為石墨烯粉末和石墨烯薄膜兩大類。生產石墨粉的常用方法有機械剝離法、氧化還原法和SiC外延生長法。石墨烯薄膜的制作方法是化學氣相沈積(CVD)。

1,機械剝離法

機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動來獲得石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單,得到的石墨烯通常保持完整的晶體結構。

2.氧化還原法

氧化還原法是利用硫酸、硝酸等化學試劑和高錳酸鉀、過氧化氫等氧化劑氧化天然石墨,增加石墨層間的間距,在石墨層間插入氧化物,制備氧化石墨。然後用水洗滌反應物,並在低溫下幹燥洗滌的固體以制備氧化石墨。采用物理剝離、高溫膨脹等方法剝離氧化石墨粉末,制備氧化石墨烯。

最後用化學方法還原氧化石墨烯得到石墨烯。該方法操作簡單,收率高,但產品質量低。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強酸,清洗使用大量水,帶來很大的環境汙染。

3.碳化矽外延方法

SiC外延法是在超高真空的高溫環境下,將矽原子升華出材料,通過自組裝重構剩余的C原子,從而得到基於SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質量的石墨烯,但這種方法對設備要求高。

擴展數據:

石墨烯的應用;

1,傳感器

石墨烯可以做成化學傳感器,這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的。根據壹些學者的研究,石墨烯化學檢測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相媲美。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍環境非常敏感。

石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料,由石墨烯制成的傳感器在檢測醫學中的多巴胺和葡萄糖方面具有良好的靈敏度。

2.晶體管

石墨烯可以用來制造晶體管。由於石墨烯結構的高穩定性,這種晶體管仍然可以在接近單個原子的尺度上穩定工作。相比之下,目前用矽制作的晶體管,在10納米左右的尺度上會失去穩定性;石墨烯中的電子對外場的超快的反應速度,使得石墨烯制成的晶體管達到了極高的工作頻率。

比如2010年2月,IBM宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到100GHz,超過同規模的矽晶體管。?

3.柔性顯示屏

柔性屏幕在消費電子展上備受關註,成為未來移動設備顯示器的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,石墨烯作為基礎材料的前景也被看好。韓國研究人員首次制作了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片組成的柔性透明液晶顯示器。

來自韓國三星公司和成均館大學的研究人員在63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上制作了壹塊電視機大小的純石墨烯。他們說,這是迄今為止最大的石墨烯塊。隨後,他們使用石墨烯塊制作了柔性觸摸屏。研究人員表示,理論上,人們可以將智能手機卷起來,像鉛筆壹樣別在背後。

參考資料:

百度百科-石墨烯

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