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据物理学家组l网7?9日(北京旉Q报道,国U学安ơ在金属上从头开始逐个原子地合成出了石墨烯U米带——在熔炉中生长出的石墨烯的同轴六边Ş。发表在最C期《美国化学会(x)志》上的研I报告称Q这U石墨烯“洋葱圈”有望用于锂d甉|和高U电(sh)子设备内?
该研I的领导者之一、莱斯大学的物理学家詹姆斯·图?dng)说Q通常而言Q通过化学气相沉积Ҏ(gu)在一个熔炉中生长的石墨烯以一个种子(铜或其他金属表面的少许灰或一个隆L(fng)Q开始。在成核q程中,一个碳原子附着在该U子的表面,其他_子“依葫芦ȝ”,Ş成了铁丝l网一L(fng)|格?
囑ְ团队q行了一些实验,惛_清楚矛_烯如何在高压下以?qing)富氢环境中生长出第一圈环。他们发玎ͼ在这L(fng)环境下,一块快速生长的矛_烯薄片被氢化Q其整个边缘?x)变成一个成核点。该边缘使碳原子位于矛_烯的皮肤下,_子在此处开始Ş成一块新的薄片。但因ؓ(f)剙的石墨烯的生镉K度很快Q最l会(x)L_子流往位于其下的新薄层Q底部的石墨烯停止生长Q留下一个石墨烯环。整个过E再不断重复循环?
囑ְ解释道:(x)“这一机制依靠最上面的石墨烯层阻止碳原子到达底部Q最l,我们得到的是层叠的多层单晶体矛_烯‘洋葱圈’。?
囑ְ_(d)(x)“一般情况下Q如果我们不断地削一大块物体Q就可以获得U米带。但如果我们能从头开始,U植出纳c_Q就能控制其边缘Q而边~的原子构造有助于定矛_烯的?sh)学属性。我们得到的六方形石墨烯‘洋葱圈’的边缘都是锯形,q就使其拥有了金属的属性。而且Q我们能改变生长环境中氢与碳之间的相对压力,得到一U与普通石墨烯q然不同的全新结构。”经q进一步测试发玎ͼ微型环在薄片下部而非剙形成Q顶部的矛_烯薄片或许可使用氩等d体去除,留下独立的环?
q种环的宽度介于10U米?50U米之间Q宽度也?x)媄响?sh)学属性,因此Q找到方法控制宽度成为科学家们的下一步目标。图?dng)说Q“如果能整齐划一地制造出10U米宽的矛_烯带Q我们就可以其变成低电(sh)压的晶体,q种晶体可能适用于制造先q的锂离子电(sh)池中的锂存储讑֤。?