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石墨烯工艺重大突破 绝不是纸上谈兵

发布日期:2015-01-26

 

日前,韩国材料学家在《材料化学》上发布了石墨烯在储能应用方面的最新研究成果,引起世界各国研究学者们的关注。该文章的8位作者将雾状氧化石墨烯喷入高温有机溶剂中,形成适用于电极的绒球态微粒,并在文章中讨论了他们雾流辅助深炸工艺的成果。“这一简单的雾流辅助式石墨烯分子自组装工艺使用的是高温有机溶剂,让人想起油炸食品。” Pratchi Patel在美国《化学化工新闻》中具体描述了他们的成果,称他们通过将氧化石墨烯喷入高温溶剂制成了一种圆形类似于绒球的石墨烯微粒。他们的工艺有点像油炸。这一技术能够“为制造电池和超级电容器上的电极材料提供一种简单、通用的方法,并有可能提高蓄电设备的能效和功率密度。”

根据文章共同作者,来自韩国Yonsei大学材料科学和工程系的Sang-Hoon Park的说法,制作石墨烯泡沫和气凝胶并不稀奇,有很多研究团队曾经尝试过,但是产物往往因为体积大,形状不规则,碳素材料密度低而不适合制造电极,。

Patel写道,一小部分研究团队曾经制作出体积小的石墨烯纳米球和微粒,但使用的是三维模板以及如化学气相沉积或冷冻干燥等技术,但此次研究者们选了另外一条路。不同之处在于:其他人制作的微粒看上去像空心球状或揉皱的纸团,Patel说,而韩国研究小组的微粒却像绒球,石墨烯纳米片从球心向外延展。Park称这种分布扩大了石墨烯的表面积,同时形成的开放纳米通道加快了电荷传递。

其他科学家怎样评论他们的方法呢?Patel称:中国科学技术大学化学家和纳米科学家俞书宏(音译)认为深炸工艺是他们研究成果的重要特点。同其它制作三维石墨烯的方法相比,这种方法“直接、简单并且更容易实现工业化推广”,另一个优点是这种方法可以让功能性纳米粒子直接困于微球体中形成纳米复合材料。

最后,借用《瘾科技》的话,深炸工艺可能会成为移动设备中电池性能改善的关键。《Extreme Tech》的Graham Templeton也对这一科技成果给予了非常高的评价——电池技术正成为高科技中最弱的一环,即使不是最弱,也是其中之一。

“当下的电池不仅尺寸较大,储能量有限,耐热性较差,价格昂贵,而且能效低下,抑制了电子消费品的发展,” Templeton如是说。关于石墨烯,人们已经耳熟能详了,“在一定程度上说,石墨烯尽管应用难度很大,但看似所有领域都可以应用,而实际应用情况是,它除了花费大量物理研究预算外,暂时还别无它用。”这就是韩国科学家们研究成果的贡献所在。“这样的研究突破正是石墨烯这样的新材料发展所需要的。”

 

文章来源:新材料在线

 

 

 

 

 

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