近日,，萊斯大學(xué)和中國(guó)天津大學(xué)的納米技術(shù)人員正在使用 激光 3D打印 來(lái)制造厘米級(jí)的原子薄的石墨烯物體。該研究可以幫助創(chuàng)造工業(yè)量的石墨烯,。

石墨烯是材料科學(xué)家非常感興趣的課題,。這是因?yàn)槠洳粌H具有很強(qiáng)的強(qiáng)度，而且具有導(dǎo)電性,，可用于從納米電子學(xué)到骨植入物的廣泛應(yīng)用,。

對(duì)于這一研究，最大的挑戰(zhàn)是量化合適的3D石墨烯,。要做最有用的材料,，需要大量的數(shù)量，到目前為止,，科學(xué)家還沒(méi)有辦法以有效的方式制造石墨烯,。

萊斯大學(xué)和中國(guó)天津大學(xué)的納米技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)最近在一項(xiàng)研究項(xiàng)目中使用激光3D打印制造了厘米級(jí)的原子薄的石墨烯物體，這項(xiàng)研究項(xiàng)目有可能導(dǎo)致從非石墨烯原材料簡(jiǎn)單地制造大量石墨烯,。

對(duì)于研究項(xiàng)目,，萊斯化學(xué)家James Tour的實(shí)驗(yàn)室與天津的Naiqin Zhao的實(shí)驗(yàn)室合作，適應(yīng)了普通的 3D打印技術(shù) ,。使用在室溫下進(jìn)行的技術(shù)來(lái)制造石墨烯泡沫的指尖塊,。不需要模具，原材料僅由糖粉和鎳粉組成,。

天津?qū)嶒?yàn)室的前學(xué)生,、現(xiàn)任天津博士后研究員、共同作者Junwei Sha說(shuō)：“這種簡(jiǎn)單有效的方法不需要冷壓模具和高溫CVD處理,?！?/p>

“我們應(yīng)該能夠使用這種方法來(lái)生產(chǎn)特定類型的石墨烯泡沫，如3D打印鋼筋石墨烯,，以及通過(guò)改變前體粉末來(lái)制備氮和硫摻雜的石墨烯泡沫,。”Junwei Sha補(bǔ)充說(shuō),。

研究人員使用二氧化碳 激光器 來(lái)生產(chǎn)石墨烯塊,，這是 激光燒結(jié)  3D打印機(jī) 所使用的一種。當(dāng)激光照射到糖和鎳粉末上時(shí),，糖被熔化,，鎳作為催化劑。隨著混合物冷卻,，形成具有大孔隙的低密度石墨烯（這些毛孔占材料體積的99％）,。

隨后，研究人員試圖找到最大限度的石墨烯生產(chǎn)時(shí)間和激光功率,，激光照射過(guò)程一再反復(fù)重復(fù),。

研究人員已經(jīng)確定了參數(shù)的有效組合，認(rèn)為他們的技術(shù)可以在不同領(lǐng)域有很多用途。

“使用我們的方法制作的3D石墨烯泡沫顯示了需要 快速成型 和制造3D碳材料的應(yīng)用,，包括能量?jī)?chǔ)存,、阻尼和吸音的應(yīng)用，”Rice的研究生Yilun Li說(shuō),。

該研究論文已發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊ACS Nano上,。其他合著者包括Rodrigo Villegas Salvatierra、Tuo Wang,、Pei Dong,、Yongsung Ji、Seoung-Ki Lee,、Chenhao Zhang,、Jibo Zhang和Pulickel Ajayan，以及位于猶他州西約旦的Robert Smith,。

Tour說(shuō)：“這項(xiàng)研究是全球首例,。我們已經(jīng)展示了如何從非石墨烯原材料制造3D石墨烯泡沫，并且該方法適用于縮放成具有孔徑控制的3D打印應(yīng)用的石墨烯泡沫,?！?/p>