近日，萊斯大學(xué)和中國天津大學(xué)的納米技術(shù)人員正在使用 激光 3D打印 來制造厘米級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,。這是因為其不僅具有很強的強度，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)家還沒有辦法以有效的方式制造石墨烯,。

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

對于研究項目,，萊斯化學(xué)家James Tour的實驗室與天津的Naiqin Zhao的實驗室合作，適應(yīng)了普通的 3D打印技術(shù) ,。使用在室溫下進行的技術(shù)來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)嶒炇业那皩W(xué)生,、現(xiàn)任天津博士后研究員、共同作者Junwei Sha說：“這種簡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,，以及通過改變前體粉末來制備氮和硫摻雜的石墨烯泡沫,。”Junwei Sha補充說,。

研究人員使用二氧化碳 激光器 來生產(chǎn)石墨烯塊,，這是 激光燒結(jié)  3D打印機 所使用的一種。當(dāng)激光照射到糖和鎳粉末上時,，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)時間和激光功率,，激光照射過程一再反復(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,，包括能量儲存、阻尼和吸音的應(yīng)用,，”Rice的研究生Yilun Li說,。

該研究論文已發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會期刊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：“這項研究是全球首例。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,。”