引言：一個國際性生物學(xué)家精英團隊開發(fā)設(shè)計了一種從簡易體里生產(chǎn)制造單面石墨烯的新方式：這類簡易體是只帶有2個碳原子的最少環(huán)己醇分子結(jié)構(gòu)――乙烯。?

圖上敘述的是吸咐的乙烯(左上)演化為石墨烯(左下)的全過程。研究過程中化工中間體的回應(yīng)形狀隨溫度轉(zhuǎn)變而不一樣，照片中依照次序?qū)⑦@種主要表現(xiàn)出去。(服務(wù)提供者：F. Esch，R. Schaub，U. Landman)

一個國際性生物學(xué)家精英團隊開發(fā)設(shè)計了一種從簡易體里生產(chǎn)制造單面石墨烯的新方式：這一簡易體便是只帶有2個碳原子的環(huán)己醇――乙烯。

科學(xué)研究工作人員根據(jù)將乙烯階段性加溫至比之前試驗的溫度高些(即稍高于700℃的溫度)，并在銠做為金屬催化劑標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)制造出了單純性石墨烯層。這類選用逐漸加溫做到高些溫度的生產(chǎn)制造方式，擺脫了初期從氮氧化合物前體立即生產(chǎn)制造石墨烯的方式中所碰到的挑戰(zhàn)。

該技術(shù)性低成本、實際操作簡易，因而能為石墨烯開發(fā)設(shè)計具備物理學(xué)和電子器件特性的潛在性運用。該工作中還為碳簇前體的自身演變出示了一種新的體制，碳簇前體的外擴散聚結(jié)器可以造成石墨烯層。

佐治亞理工學(xué)院、德國慕尼黑技術(shù)性高校和英國圣安德魯斯高校的生物學(xué)家在《物理化學(xué)雜志》5月4日發(fā)表的封面圖文章內(nèi)容中發(fā)布了這篇調(diào)查報告。在國外，此項科學(xué)研究收到了美軍科研公司辦公室和美國能源部基本能源科學(xué)公司辦公室的一同適用。

Uzi Landman專家教授，他也是由F.E. Callaway 授于佐治亞理工學(xué)院物理學(xué)學(xué)院理論基礎(chǔ)研究的現(xiàn)任主席，表述講到：“因為石墨烯是由碳做成的，我們決定研究一下非常簡單的碳分子結(jié)構(gòu)是不是能夠 拼裝成石墨烯。從帶有碳的小分子水中最后獲得宏觀經(jīng)濟的石墨烯片。”

現(xiàn)在有各式各樣生產(chǎn)制造石墨烯的方式，包含有機化學(xué)液相堆積法、碳碳復(fù)合材料揮發(fā)法及其從高純石墨中簡易脫離石墨烯片。初期也試著過從簡易氮氧化合物前體中生產(chǎn)制造石墨烯，可是也沒有取得成功，只獲得了混亂的香灰而不是結(jié)構(gòu)型的石墨烯。

科學(xué)研究工作人員在基礎(chǔ)理論方式的具體指導(dǎo)下推論，乙烯變?yōu)槭┑娜^程中涉及到2個構(gòu)造轉(zhuǎn)變，最先是氫原子擺脫乙烯分子結(jié)構(gòu)，隨后碳原子自發(fā)性構(gòu)成定性分析石墨烯的蜂窩狀構(gòu)造。為了更好地科學(xué)研究從乙烯到石墨烯轉(zhuǎn)換全過程中金屬催化劑銠表層催化反應(yīng)轉(zhuǎn)換的特性，法國和英國的對照組在極高真空泵下明顯提高了原材料的溫度。她們應(yīng)用掃描儀隧道施工光學(xué)顯微鏡(STM)、熱定項解析(TPD)和高像素電子能量損害(震動)光譜儀(HREELS)觀查和定性分析在該全過程的每一個流程中造成的構(gòu)造。

加溫后吸咐到銠金屬催化劑上的乙烯根據(jù)偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生按段的一維多芳族烴(1D-PAH)。進一步加溫產(chǎn)生層面交叉式 ――一維至二維構(gòu)造――而且在PAH鏈上的動力學(xué)模型資產(chǎn)重組全過程伴隨著規(guī)格可選擇性碳簇的活性分離出來完畢，而且遵照第一原理物理學(xué)仿真模擬表明的體制。最終，這種動態(tài)性自發(fā)性演變的簇前體，他們速度受到限制的外擴散聚結(jié)器可以造成冷疑成高純的石墨烯。

在產(chǎn)生石墨烯以前的最終環(huán)節(jié)，科學(xué)研究工作人員觀查到包括24個碳原子的近環(huán)形盤狀團簇，其外擴散產(chǎn)生石墨烯晶格常數(shù)。“溫度務(wù)必在容許的范疇內(nèi)上升，才可以在下一個加溫環(huán)節(jié)以前產(chǎn)生必需的構(gòu)造，”Landman表述說，“假如你一直在一些溫度下終止，很可能會立即焦化廠。”

根據(jù)脫氫，將碳原子釋放出來產(chǎn)生銜接構(gòu)造是試驗的關(guān)鍵全過程，可是一些氫原子臨時性存有于催化劑載體表層上或其周邊，會提升接著環(huán)節(jié)中開裂的概率，也會造成 24碳簇前體的分離出來。 Landman說：“一直以來，在這個實驗步驟中氫原子都是會擺脫。溫度升高大部分使氫‘燒開’并從金屬材料支撐點的碳構(gòu)造中掉下來，最后造成石墨烯。”

獲得的石墨烯構(gòu)造吸咐在金屬催化劑上。附于金屬材料上可能是有效的，但假如附在別的化學(xué)物質(zhì)上，就務(wù)必科學(xué)研究去除金屬催化劑的方式。Landman填補道：“它是石墨烯的有效途徑，很有可能的關(guān)鍵技術(shù)也有待探尋。”

來源于：CPRJ 中國塑料硫化橡膠