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十送紅軍銅蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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[交流]
【交流討論帖】石墨烯的研究
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發(fā)這個(gè)帖的目的,是想跟版上的各位專(zhuān)家交流交流石墨烯的研究,活躍活躍版面氣氛。本人以前曾關(guān)注過(guò)石墨烯,但是目前已跳出這個(gè)水坑。下面一些話屬于胡言亂語(yǔ),因此不加參考文獻(xiàn)了。請(qǐng)各位專(zhuān)家多指點(diǎn),也歡迎就以下幾個(gè)話題發(fā)表看法。 【話題1】石墨烯為什么會(huì)火?為什么能火? 石墨烯領(lǐng)域的開(kāi)山之作是04年前后的工作,幾年以后,國(guó)內(nèi)開(kāi)始大規(guī)模跟進(jìn)。大約從08和09年開(kāi)始,關(guān)于石墨烯的國(guó)家自然科學(xué)基金數(shù)目突然暴增。在08年之前,國(guó)內(nèi)已有少數(shù)課題組開(kāi)始關(guān)注石墨烯,并做了很好的工作。當(dāng)時(shí)我跟一些老師交流過(guò),很多老師都持懷疑態(tài)度,主要的疑問(wèn)有:雖然這玩意的性質(zhì)確實(shí)奇特,但是單原子層如何能穩(wěn)定存在?石墨烯的邊緣如何控制?另外當(dāng)時(shí)主要用剝離法做石墨烯,很多人對(duì)石墨烯的制備不樂(lè)觀。石墨烯能火起來(lái),化學(xué)家功不可沒(méi)。石墨烯研究的一個(gè)重要推動(dòng)力是從氧化石墨制備石墨烯方法的建立。不需要特殊的儀器和復(fù)雜的操作,基本是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的難度,用強(qiáng)氧化劑把石墨氧化,再剝離和還原就能得到石墨烯,并且其產(chǎn)量可以輕松達(dá)到克量級(jí)。此法一出,地球人就已經(jīng)不能阻止石墨烯了。石墨烯火起來(lái)一個(gè)不可忽略的歷史背景,是碳納米管的逐漸沒(méi)落。十幾年的研究,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)碳納米管發(fā)現(xiàn)之初人們的預(yù)期,尤其是在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的應(yīng)用。石墨烯的出現(xiàn),猶如暗夜里一道亮光,使人們又看到了碳納米材料的希望。 【話題2】石墨烯養(yǎng)活了多少人? 在過(guò)去幾年,石墨烯領(lǐng)域幾個(gè)比較重要的分支包括:石墨烯的制備,復(fù)合材料,器件,以及理論研究。其中石墨烯的制備和復(fù)合材料的門(mén)檻較低,因而尤其火爆。研究最徹底,不留一點(diǎn)死角的,是如何從氧化石墨烯變成石墨烯。除了最開(kāi)始用的肼和硼氫化鈉,后面又陸續(xù)開(kāi)發(fā)出了各種還原方法。你能想到的各種還原劑和各種還原的方法,都可以去試試,如果能把氧化石墨烯還原,那恭喜你,又是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然,后面發(fā)現(xiàn)的還原方法,其效果并不一定比肼和硼氫化鈉好。比石墨烯的制備更火爆的,是石墨烯復(fù)合材料的研究,因?yàn)榭梢詮?fù)合的材料實(shí)在是太多了,從高分子,到無(wú)機(jī)半導(dǎo)體和金屬,無(wú)一幸免。把你能想到的高分子和石墨烯復(fù)合,看看力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)是不是提高了;把你能想到的鋰離子電池電極材料和石墨烯復(fù)合,看看電化學(xué)性能是不是提高了;把你能想到的超級(jí)電容器電極材料和石墨烯復(fù)合,看看電化學(xué)性能是不是提高了;把你能想到的催化劑和石墨烯復(fù)合,看看催化效果是不是變好了;把你在文獻(xiàn)里看到的碳納米管復(fù)合材料中的碳納米管換成石墨烯,看看效果怎么樣……一篇又一篇的論文誕生了?嗪o(wú)邊。 與十年前相比,如今碳納米管的研究已失去了當(dāng)時(shí)的生猛勢(shì)頭。雖然不可否認(rèn)的是,還有一些課題組仍然不斷的在報(bào)道碳納米管的研究成果,而且是很扎實(shí)很漂亮的工作,但大部分做碳納米管的研究組已經(jīng)進(jìn)展乏力。很自然的,很多以前做碳納米管的研究組把很大的精力轉(zhuǎn)向了石墨烯。由于石墨烯和碳納米管研究方法的類(lèi)似,新結(jié)果的產(chǎn)出速度非?,因而石墨烯比當(dāng)年的碳納米管更加來(lái)勢(shì)洶洶。 【話題3】石墨烯或石墨烯納米帶的可控制備能可控到什么程度? 石墨烯的制備方法有很多種,個(gè)人認(rèn)為最重要的應(yīng)該是化學(xué)氣相沉積(CVD)法。CVD法的建立使真正意義上的石墨烯(與還原的氧化石墨烯相比)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù),使大面積高質(zhì)量單層石墨烯的廣泛研究成為可能。因此CVD法的建立應(yīng)該是石墨烯發(fā)展史上最重要的一個(gè)里程碑。在大家都用氧化石墨做石墨烯的時(shí)候,相信很多人都有過(guò)這個(gè)疑問(wèn)——能不能像長(zhǎng)碳管一樣用CVD制備石墨烯?估計(jì)這其中相當(dāng)一部分人只是讓這個(gè)念頭閃了一下,然后認(rèn)為不太可能。 (此部分未完待續(xù)) 【話題4】石墨烯的研究對(duì)化學(xué)學(xué)科和物理學(xué)科的貢獻(xiàn)是什么? (此部分未完待續(xù)) 【話題5】石墨烯最可能在哪個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用? (此部分未完待續(xù)) 【話題6】石墨烯與碳納米管到底誰(shuí)好? (此部分未完待續(xù)) [ Last edited by 十送紅軍 on 2012-7-3 at 23:23 ] 這個(gè)帖子不能編輯了啊 [ Last edited by 十送紅軍 on 2012-7-13 at 16:10 ] |
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用石墨烯做光學(xué)和plasmons的近一兩年異;鸨罱麼ature一期同時(shí)發(fā)表了兩篇相關(guān)文章: Gate-tuning of graphene plasmons revealed by infrared nano-imaging Optical nano-imaging of gate-tunable graphene plasmons 個(gè)人覺(jué)得利用石墨烯的門(mén)控光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的特性可能在通訊里會(huì)有好的引用前景 |
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氧化石墨烯或石墨烯作為催化劑載體的論文有很多了。氧化石墨烯上有含氧基團(tuán),比較容易負(fù)載無(wú)機(jī)催化劑。用來(lái)作載體的石墨烯一般也是從氧化石墨烯還原得到的,其實(shí)也只是部分還原,石墨烯上還有不少含氧基團(tuán)。目前石墨烯作催化劑載體有以下研究方向:在石墨烯表面制備形貌和粒徑均一的催化劑;在催化反應(yīng)中利用石墨烯和催化劑的協(xié)同作用(在光催化和電催化中比較有用,石墨烯參與電子傳遞)。個(gè)人認(rèn)為,如果要發(fā)還不錯(cuò)的文章的話,可以考慮以下兩個(gè)方面:一是新的合成方法,關(guān)鍵在于如何利用石墨烯的模板作用,這個(gè)做無(wú)機(jī)合成的人會(huì)比較有經(jīng)驗(yàn);二是石墨烯參與催化的機(jī)理研究。 [ Last edited by 十送紅軍 on 2012-7-3 at 23:30 ] |
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說(shuō)得對(duì),贊成 [ Last edited by dililafter on 2013-3-23 at 09:09 ] |
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