英國(guó)蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)(UniversityofGlasgow)的研究人員發(fā)現(xiàn)一種能夠大量生產(chǎn)石墨烯薄膜的新方法。在石墨烯薄膜的制造過(guò)程中，由于基板的成本直接影響到石墨烯本身的最終成本，因此，研究人員借用了制造鋰離子電池的材料，據(jù)稱可使基板成本大幅降低到大約只有先前使用材料的1/100。

石墨烯一向被喻為“神奇材料”，因?yàn)樗�最先�?004年時(shí)從石墨中分離出來(lái)。石墨烯大約只有一個(gè)單原子的厚度，但卻比鋼更具彈性、強(qiáng)韌且更能更有效地傳導(dǎo)熱能與電能。

然而，石墨烯至今尚未獲得業(yè)界廣泛采用，主要的局限就在于其生產(chǎn)費(fèi)用。唯有實(shí)現(xiàn)可負(fù)擔(dān)的石墨烯生產(chǎn)方式，才能讓一系列新技術(shù)導(dǎo)入市場(chǎng)，例如透過(guò)合成的皮膚為仰賴義肢的截肢患者提供感官反饋。

在最新一期的《科學(xué)報(bào)告》(ScientificReports)發(fā)表的一篇論文中，研究人員描述了這項(xiàng)過(guò)程。石墨烯通常使用化學(xué)氣相沈積(CVD)方式進(jìn)行生產(chǎn)，在這種類似半導(dǎo)體制造的過(guò)程中，氣態(tài)反應(yīng)物在基板上沈積形成薄膜。

以往的在生產(chǎn)時(shí)采用銅作為材料，但在顯微鏡下可看到在軋制過(guò)程導(dǎo)致的表面刮痕與缺陷。因此，該研究人員改采用商用銅箔——由MitsuiMining&Smelting公司生產(chǎn)的超平滑銅箔，用于鋰離子電池的負(fù)極。這種超平滑的銅表面為石墨烯的形成提供了絕佳的平臺(tái)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，相較于以往生產(chǎn)制程中所用的材料，他們所制做的石墨烯在電晶體的電子與光學(xué)性能方面有了顯著的改善;而且，石墨烯更能完整地覆蓋基板，形成薄膜缺陷更少的較佳結(jié)構(gòu)。

主導(dǎo)這項(xiàng)研究的格拉斯哥大學(xué)工程系教授RavinderDahiya表示，我們?cè)谥瞥讨兴�用的商用銅箔市售價(jià)格約每平方公尺1美 元，相形之下，目前生產(chǎn)石墨烯時(shí)用量相當(dāng)?shù)你~價(jià)格約需要115美元。而且，這種更昂貴的銅材料在使用前通常還得先準(zhǔn)備，進(jìn)一步增加了制造過(guò)程的成本。

我們?cè)谶^(guò)程中使用的市售銅零售價(jià)為每平方米一美元，與之相比在115$的銅目前石墨烯生產(chǎn)中使用了類似的量。這較昂貴的銅的形式通常需要制備可用于之前，進(jìn)一步增加了過(guò)程的成本。

我們的制程能以低成本生產(chǎn)高品質(zhì)的石墨烯，讓我們更近一步創(chuàng)造出可負(fù)擔(dān)的新電子元件，從而催生更廣泛的新應(yīng)用，從未來(lái)的智慧城市到行動(dòng)醫(yī)療保健等。”

一步步接近了廣泛的應(yīng)用創(chuàng)造實(shí)惠的新型電子器件，從未來(lái)的智能城市帶我們到移動(dòng)醫(yī)療。

我自已大部份的研究是在合成皮膚領(lǐng)域。石墨烯有助于提供超柔軟且導(dǎo)電的表面，因而能夠以一種當(dāng)今最先進(jìn)的義肢都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式，為需要義肢輔肋的患者提供感官反饋。”

這項(xiàng)研究是由格拉斯哥大學(xué)與土耳其畢爾肯大學(xué)(BilkentUniversity)的研究人員共同進(jìn)行的。研究報(bào)告主題為“為高 性能軟性光電元件合成大面積的石墨烯”，發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》中。歐盟(EU)與工程暨物理科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRC)為這項(xiàng)研究提供了贊助。

(關(guān)鍵字：新材料 石墨烯)