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科学家使用激光改性石墨烯制造出比未改性的强1万倍的结构

   日期:2021-03-27     来源:贤集网    浏览:317    
核心提示:石墨烯是一种令人兴奋的新型材料,因其优异的性能被誉为神奇材料。石墨烯在2010年获得了广泛的关注,当时诺贝尔物理学奖授予了发
石墨烯是一种令人兴奋的新型材料,因其优异的性能被誉为“神奇材料”。石墨烯在2010年获得了广泛的关注,当时诺贝尔物理学奖授予了发现它的研究人员。石墨烯只有一个原子层厚,使其成为世界上最薄的材料。研究人员指出,石墨烯是利用激光“锻造”的。这将用石墨烯创建非常坚固的三维结构,可以潜在地用于制造更快、更准确的机械设备。
  石墨烯具有导电性、透明度和机械强度等优异性能。由于这些特性,石墨烯将被广泛应用于能源存储、传感器或通信技术等领域。
 
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研究人员研究了如何通过将石墨烯暴露于非常短而强大的激光脉冲中来改变其形状和性能。由于激光脉冲,通常可以将完全二维的石墨烯模制成三维结构。
  
我们称这种方法为光学锻造,因为它类似于如何用锤子将平坦的金属板锻制成三维形状。使用光学锻造制成的结构比石墨烯的厚度高数百倍,但仍然很小,以至于它们很容易贴在头发上,研究人员说。
  
激光使石墨烯变硬
  例如,由石墨烯制成的设备是通过机械振动工作的不同传感器。人们发现光学锻造可以使石墨烯变硬,从而使其不易弯曲。这是一个有趣的观察结果,因为弯曲刚度的增加也会增加石墨烯的振动频率。增加频率,反过来,可以提高设备的速度和精度。
  使用光学锻造,我们能够创造出比未改性石墨烯硬度高达1万倍的结构。对于像这样薄的材料来说,这是破纪录的,研究人员说。
  形状是原子尺度变化的结果
  在研究过程中发现,光学锻造会导致石墨烯的晶格缺陷,即石墨烯结构断裂。
  石墨烯从随机点开始断裂。如果石墨烯暴露在激光照射下的时间足够长,点状缺陷就会形成线状缺陷或裂纹。这些缺陷导致石墨烯的局部膨胀,从而导致石墨烯膨胀成三维形状。
  这项研究让我们对石墨烯的形状及其属性如何改变有了深入的了解。该方法的一大优点是,修饰石墨烯不需要复杂的过程或化学处理,只需要激光,研究人员总结道。
 
 
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