激光诱导石墨烯天富代理在显微镜下收缩,形成柔性电子器件

时间:2020-09-16 15:39 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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科学家们记录了激光诱导石墨烯的形成过程,这种石墨烯是用安装在扫描电子显微镜上的小激光制成的。学分:旅行团/莱斯大学
 
制造激光诱导石墨烯(LIG)不需要很大的激光。莱斯大学、田纳西大学诺克斯维尔分校(UT Knoxville)和橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家们正在使用一种非常小的可见光束将泡沫状的碳燃烧成微观模式。
 
2014年,水稻化学家詹姆斯·图尔(James Tour)发现了将普通聚合物转化为石墨烯的原始方法。田纳西大学/国家实验室(Tennessee/ORNL)的材料科学家菲利普·拉克(Philip Rack)的实验室透露,他们现在可以在扫描电子显微镜(SEM)上观察导电材料的形成过程。
 
美国化学学会的ACS应用材料与界面上详细介绍了这一改变的过程,它创造出的LIG比微距版小60%以上,几乎比以前的红外激光小10倍。天富代理
 
图尔说,低功率激光器也降低了这一过程的成本。这可能导致柔性电子产品和传感器的更广泛商业生产。
 
 
“电子应用的关键是制造更小的结构,这样就可以有更高的密度,或者每单位面积上有更多的设备,”Tour说。“这种方法使我们的结构密度比以前提高了10倍。”
 
为了证明这一概念,该实验室制造了肉眼看不到的柔性湿度传感器,并直接在一种商用聚合物聚酰亚胺上制造。这些设备能够以250毫秒的响应时间感知人类呼吸。
 
该论文的第一作者、莱斯大学博士后研究员迈克尔·斯坦福(Michael Stanford)说:“这比大多数商业湿度传感器的采样速度快得多,能够监测由呼吸引起的当地快速湿度变化。”
 
导电石墨烯的点和线
 
莱斯大学(Rice University)和橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的科学家们使用安装在扫描电子显微镜上的小型激光,在聚合物上形成导电石墨烯的点状和痕迹。该技术制造的激光诱导石墨烯的特性比微距石墨烯小60%以上,比通常使用红外激光的石墨烯小近10倍。学分:旅行团/莱斯大学
 
较小的激光器泵送波长为405纳米的光,在光谱的蓝紫色部分。这比这个旅游团和世界各地的其他人用工业激光把石墨烯烧成塑料、纸张、木材甚至食物要弱。天富代理
 
 
半导体激光器只能燃烧聚合物的前5微米,而石墨烯的体积只有12微米。(相比之下,人类的头发只有30到100微米宽。)
 
直接与ORNL合作让斯坦福利用了国家实验室的先进设备。图尔说:“这使双方的共同努力成为可能。”
 
激光诱导石墨烯的两条轨迹
 
扫描电子显微镜图像显示了在聚酰亚胺薄膜上由激光诱导的石墨烯的两个痕迹。安装在显微镜上的激光被用来把图案烧成胶片。该技术为柔性电子的发展提供了前景。学分:旅行团/莱斯大学
 
 
斯坦福说:“我的很多博士研究都是在ORNL完成的,所以我很了解这里优秀的设备和科学家,以及他们如何帮助我们完成这个项目。”“我们创造的LIG特征是如此之小,如果我们打开模式,然后在显微镜下寻找它们几乎是不可能找到的。”
 
Tour的团队最近推出了flash石墨烯,可以将垃圾和食物垃圾立即转化为有价值的材料。他说,LIG新工艺为将电子电路写入像衣服这样的柔性基底提供了一条新途径。
 
图尔说:“虽然闪蒸过程将产生大量石墨烯,但LIG过程将允许石墨烯直接合成用于表面上的精确电子应用。”
 
参考文献:高分辨率激光诱导石墨烯。《柔性电子超越可见极限》,作者:Michael G. Stanford, Cheng Zhang, Jason Davidson Fowlkes, Anna Hoffman, Ilia N. Ivanov, Philip D. Rack和James M. Tour, ACS应用材料与界面,2020年2月10日。
 
论文的共同作者是UT Knoxville的博士后研究员张程和研究生安娜·霍夫曼,橡树岭国家实验室的研发科学家伊利亚·伊万诺夫,以及UT Knoxville和橡树岭的工作人员科学家詹森·戴维森·福尔克斯。
 
Tour是Rice大学的T.T.和W.F. Chao化学教授,同时也是计算机科学、材料科学和纳米工程教授。Rack是哈佛大学材料科学与工程学院的Leonard G. Penland教授和副系主任
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