激光诱导带来石墨烯电极技术重要进展

路过的码农
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美国莱斯大学科学家发明了激光诱导石墨烯(LIG)用于超级电容器等应用,现在已经找出了一种使海绵状石墨烯超疏水或超亲水的方法。

最近,James Tour的莱斯大学实验室在露天使用激光燃烧部分柔性聚酰亚胺薄片,获得了相互关联的石墨烯薄片。但是将聚合物置于具有不同气体的封闭环境中,将会改变产品的不同性能。

在氩气或氢气中形成LIG使其具有超疏水性或避水性,这是一重非常重要的特性,用于将水与油或除冰表面分离。在氧气或空气中形成它使其具有超亲水性,或吸水性,使其高度可溶。

“实验室重也可以使石墨烯具备疏水或亲水特性,但一般涉及湿化学或化学气相沉积工艺的多个步骤,”Tour说。“我们在一个自制的腔体里用相对便宜的材料就一步一步地做到这一点。”

当实验室发现在氧气中制造LIG时,石墨烯薄片中的缺陷数量增加了,他们发现了5-和7-原子行程的碳环,当用作微电容器的电极材料时,它们的电容和性能反而得到了很大改善!

气体化学成分的变化甚至激光光栅图案方向的变化也改变了材料,导致研究人员相信LIG的疏水性或亲油性可以被调整。

他们还发现当他们从亲水性聚合物片上刮掉石墨烯并将其转化成膜时,结果是疏水的。 “这导致我们相信LIG的薄片的表面取向与它与水的反应有很大关系,”Tour说。 “如果边缘更加暴露,它似乎是亲水性的;如果基面更暴露,它们的疏水性更强。”

Tour表示,表面类型和化学气体有助于调整材料的性能。事实上,当他们使用硫/氟气体来制造LIG时,它们将LIG的超疏水性提高到160度。

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