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據(jù)報道， 新加坡國立大學(xué)的一個研究小組開發(fā)出一種石墨烯生產(chǎn)策略，在經(jīng)濟(jì)成本和工業(yè)生產(chǎn)方面都具有很高的可行性。這項新技術(shù)解決了長期以來大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯所面臨的挑戰(zhàn)，為材料的可持續(xù)合成鋪平了道路。

石墨烯是一種只有一個原子厚、蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維材料，被譽(yù)為未來材料。因其獨特的電子特性，可以廣泛應(yīng)用于觸摸屏、導(dǎo)電油墨和快速充電電池等領(lǐng)域。但是，大規(guī)模經(jīng)濟(jì)性的生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯這個難題仍舊阻礙其廣泛應(yīng)用于工業(yè)。

傳統(tǒng)生產(chǎn)石墨烯的方法是利用聲能或或剪切力從石墨中剝離石墨烯層，然后從大量有機(jī)溶劑中分散石墨烯層。不足的溶劑會導(dǎo)致石墨烯層重新附著到石墨中，生產(chǎn)一公斤石墨烯目前至少需要一噸的有機(jī)溶劑，該方法成本高昂且對環(huán)境不友好。

減少50倍溶劑生產(chǎn)石墨烯

另一方面，新加坡國立大學(xué)研究小組將生產(chǎn)所需溶劑的量減少至原來的1/50。這種方式是通過在高堿性條件下剝離預(yù)處理石墨來引發(fā)絮凝而實現(xiàn)的。在這個過程中，石墨烯層連續(xù)聚集在一起形成石墨烯漿，而不需要增加溶劑的體積。該方法還介紹了石墨烯層之間的靜電斥力以及如何防止他們重新自組裝。

石墨烯漿料在存放數(shù)月后很容易被分離成單層膜。漿料也可以直接用于3D打印導(dǎo)電石墨烯氣凝膠，這是一種超輕的海綿狀材料，可以用來去除海洋中的溢油。

新加坡國立大學(xué)科學(xué)院化學(xué)系Loh Kian Ping教授是新加坡國立大學(xué)二維材料研究的領(lǐng)導(dǎo)者，并以先進(jìn)二維材料研究為主導(dǎo)。他說：“我們成功地展示了一種獨特的剝離方法來制備高質(zhì)量的石墨烯及其復(fù)合材料。我們的技術(shù)是以體積小得多的高濃度漿料的形式生產(chǎn)出高收率的結(jié)晶石墨烯，它是一種很有吸引力的石墨烯解決方案，讓行業(yè)可以以具有成本效益和可持續(xù)的方式大規(guī)模合成這種有潛力的材料。”