Tá eolaithe tar éis a fháil amach cén fáth nach sruthán ocsaíd graphene amháin ag teochtaí arda, ach go n-osclaíonn sé an doras chuig modh atá tuar dóchais inti agus saor chun graphene a tháirgeadh. Tá an taighde san iris Carbon.
Tá sé níos mó ná deich mbliana ó bronnadh Duais Nobel ar thaighde turgnamhach ar graphene, ach níl eolaithe fós tar éis teacht ar bhealach chun graphene ardcháilíochta, limistéar mór a fháil a bheidh saor, éifeachtach agus inscálaithe go leor chun freastal ar thionscail. riachtanais. Is cosúil gur cur chuige geallta é laghdú graphene ó ocsaíd graphene trí ionradaíocht léasair: Trí úsáid a bhaint as modhanna ceimiceacha chun ocsaíd graphene a ullmhú ó ghnáth-graifít, tá gealltanas mór ag teicneolaíocht laghdaithe le cúnamh léasair ó thaobh costais agus inrialaitheacht cáilíochta ábhair.
Cúpla bliain ó shin, fuair foireann taighdeoirí ó Skoltech amach gur féidir ocsaíd graphene a théamh go dtí 3300-3800 K, fiú faoi choinníollacha atmaisféaracha, chun graphene de chaighdeán ard go leor a tháirgeadh.
Dúirt Nikita Orekhov: "Chuir an toradh seo iontas ar ár gcomhghleacaithe: bhí an teocht an-ard, ach fuair siad ábhar dea-struchtúrtha. Dóíonn ábhair charbóin go héasca in ocsaigin atmaisféarach ag 600-800 K nó níos airde, agus i dturgnaimh ag teochtaí níos airde, i.e. Baineann graphene dea-airíonna struchtúracha amach." Dúirt Nikita Orekhov, stiúrthóir comhlach ar Shaotharlann Modhanna Sárríomhaireachta Fisice Ábhar Comhdhlúite MIT, "D'fhonn cúis na héifeachta gan choinne seo a fháil amach, shocraigh muid staidéar a dhéanamh ar phróiseas laghdaithe ocsaíd graphene ardteochta ag baint úsáide as samhlacha adamhach supercomputer agus iompar breise a dhéanamh. staidéir a leanann dearadh turgnamhach ár gcomhghleacaithe."
Faoi ghníomhaíocht an chuisle léasair, tá na hadaimh charbóin dearg-mharcáilte ag teorainn an bhileog graphene "dóite amach." B - I réigiún lárnach an bhileog graphene, tarlaíonn annealing: socraítear an graphene sa struchtúr cobhsaí ceart.
Fuair na taighdeoirí amach, ar thaobh amháin, ag teochtaí arda (T> 3000k) go n-idirghníomhaíonn adaimh ocsaigine sa timpeallacht gháis le graphene, ag ocsaídiú agus ag scriosadh é. Ar an láimh eile, tosaíonn anáil tapa na laitíse criostail ag an teocht chéanna, rud a fhágann gur féidir lochtanna a dhíchur. Le linn anáil, dírigh an struchtúr laitíse seachas díscaoileann sé.
Laghdaíonn cuair an chóimheasa teochta agus I(G)/I(D) den eagar rGO ag luasanna léasair éagsúla agus rátaí athrá bíge.
“Tarlaíonn sé go dtarlaíonn dhá phróiseas os coinne ag an am céanna ag láithreacha éagsúla den ábhar atá faoi lé na bíoga léasair: comhchruinnítear dócháin nó scrios in aice le lochtanna agus teorainneacha na leatháin graphene, áit a bhfuil an ghníomhaíocht cheimiceach is gníomhaí ag na hadaimh charbóin, agus iad ag anáil. Tarlaíonn sé go príomha i lár na leatháin, áit a mbíonn claonadh ag na hadaimh filleadh ar chumraíocht chobhsaí." Stanislav Evlashin, Príomh-eolaí taighde ag Ionad Skoltech do Theicneolaíocht Ábhar (CMT).
Tugann na torthaí solas ar an gcaoi a n-iompraíonn ocsaíd graphene ag teochtaí foircneacha, áit a bhfuil turgnaimh dhíreacha beagnach dodhéanta. Is féidir le tuiscint a fháil ar an bpróiseas a thuairiscítear sa pháipéar seo cabhrú le modhanna a fhorbairt agus a bharrfheabhsú chun graphene ardcháilíochta criostail aonair a fháil.
Struchtúr adamhach (a) agus scéim staide teirmeach (b) de chuid GO. Éabhlóid ama na huimhreach adamhach iomlán (c), an uimhir adamhach carbóin (d) agus an uimhir adamhach ocsaigine (e) le linn an insamhalta ag teochtaí éagsúla. Taispeántar na hadaimh charbóin, ocsaigine agus hidrigine i gorm, dearg agus liath, faoi seach.
Foinse: Meicníocht laghdaithe léasair ocsaíd graphene ag coinníollacha comhthimpeallacha: Staidéar Turgnamhach agus ReaxFF, Carbóin (2022). DOI: 10.1016/j.carbon.2022.02.018;Laghdú Léasair Inrialaithe ar Scannáin Ocsaíde Graphene le haghaidh Feidhmchláir Fhótaileictreonacha, Ábhair ACSApplied & Comhéadain (2016). DOI: 10.1021/acsami.6b10145