空白键|从垃圾到昂贵的石墨烯,可能只需要几毫秒( 二 )


而涡轮层石墨烯由于层间结合力非常小 , 很容易分离开来 。 这种石墨烯 , 在溶液或复合材料混合物中 , 就被分离 。 Tour表示 , “这一点非常重要 , 因为现在我们可以获得单原子层(石墨烯) 。 ”
该实验室注意到 , 咖啡渣能够被转变为纯净的单层石墨烯 。 在测试了石墨烯增强的混凝土和塑料后 , 研究人员表示闪蒸石墨烯将可以和塑料、金属、胶合板、混凝土或其他建筑材料形成复合材料 。
这一闪蒸过程在一种特制反应容器中发生 , 在这里 , 原材料被迅速加热并将非碳元素以气体形式排出 。 Tour说:“当把这一过程产业化时 , 包括氧气和氮气在内的小分子排放物都将被收集起来 , 因为它们也有价值 。 ”Tour表示 , 闪蒸过程几乎不会产生多余的热量 , 所有能量都用于形成产物 , “在反应结束数秒后 , 你就可以将手指放在反应容器上 。 ”
他接着说:“相较于之前生产石墨烯用的化学气相沉积炉 , 闪蒸的温度几乎提高了3倍;但在闪蒸过程中 , 所有热量都被储存在含碳材料上 , 周围的反应容器没有吸收任何能量 。 多余的能量会以一道非常强的闪光释放出去 。 另外 , 这一过程也不需要用到其他溶液 , 非常清洁 。 ”
当Luong首次启动小型设备 , 试图发现炭黑样本的新状态时 , 但没有预料到会发现石墨烯 。 他表示 , “我从《科学》上的一篇论文中了解到利用焦耳热闪蒸技术 , 能够制造相变的金属纳米颗粒 。 ”随后 , Luong很快意识到 , 这一过程只生成了高品质石墨烯
空白键|从垃圾到昂贵的石墨烯,可能只需要几毫秒美国莱斯大学科学家正利用“闪蒸石墨烯”技术 , 将垃圾转变为涡轮层石墨烯 。
通过原子水平模拟 , 莱斯大学的研究人员、论文的联合者Ksenia Bets确定 , 温度是原材料迅速转变的关键因素 。 Bets表示 , “我们从根本上加速了将碳缓慢转变为基态(石墨)的地质作用 。 我们通过极高温度加速了反应过程 , 并形成正确的石墨烯状态时停止 。 ”
【空白键|从垃圾到昂贵的石墨烯,可能只需要几毫秒】Bets说 , “令人惊讶的是 , 前沿计算机模拟技术能显著减慢这一反应的动力学过程 , 揭示了高温调节原子运动和转变的细节 。 ”最近由于美国能源部资助的煤炭转变项目的支持 , Tour希望在未来两年内每天生产1千克的闪蒸石墨烯 。 他补充道 , “这或能为大量的煤炭提供一种出路 , 将它们廉价地转变为更高质量的建筑材料 。 ”