Nanoscale "rivets" give graphene qu

Nanoscale "rivets" give graphene qualities that may speed the wonder material's adoption in products like flexible, transparent electronics, according to researchers at Rice University.

The Rice lab of chemist James Tour reported the creation of "rivet graphene," two-dimensional carbon that incorporates carbon nanotubes for strength and carbon spheres that encase iron nanoparticles, which enhance both the material's portability and its electronic properties.

The material is the subject of a paper in the American Chemical Society journal ACS Nano.

Until now, researchers have had to transfer graphene grown via chemical vapor deposition with a polymer layer to keep it from wrinkling or ripping. But the polymer tended to leave contaminants behind and degrade graphene's abilities to carry a current.

"Rivet graphene proved tough enough to eliminate the intermediate polymer step," Tour said. "Also, the rivets make interfacing with electrodes far better compared with normal graphene's interface, since the junctions are more electrically efficient.

"Finally, the nanotubes give the graphene an overall higher conductivity. So if you want to use graphene in electronic devices, this is an all-around superior material," he said.

Tests proved rivet graphene retained the strength of the Tour lab's rebar graphene (which incorporates nanotube reinforcement) as well as rebar's ability to float on water. But the rivets also enhanced the material's ability to transfer current between electrodes and the graphene, even when bent, the researchers reported.

The rivets are layers of carbon wrapped around a 30-nanometer iron core, dubbed "nano-onions" by the lab. The structures are grown in place in the CVD furnace after the dispersal of nanotubes and deposition of graphene. A final step welds all the elements together, Tour said.

Rivet graphene is transparent enough for flexible and transparent electronics, he said, and the simplified process should be scalable.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นาโน "หมุด" ให้คุณภาพแกรฟีนที่อาจเพิ่มความเร็วในการนำไปใช้วัสดุที่น่าแปลกใจในผลิตภัณฑ์เช่นมีความยืดหยุ่น, เครื่องใช้ไฟฟ้าโปร่งใสตามที่นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยข้าว.

ห้องปฏิบัติการข้าวเคมีเจมส์ทัวร์รายงานการสร้างของ "หมุดแกรฟีน" คาร์บอนสองมิติที่ ประกอบด้วยท่อนาโนคาร์บอนเพื่อความแข็งแรงและคาร์บอนทรงกลมที่หุ้มอนุภาคนาโนเหล็กที่เพิ่มทั้งพกพาของวัสดุและคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์.

วัสดุที่เป็นเรื่องของกระดาษในวารสารสมาคมเคมีอเมริกันเอซีเอสนาโนที่.

จนถึงขณะนี้นักวิจัยได้มีการถ่ายโอนแกรฟีน เติบโตขึ้นผ่านทางไอสารเคมีทับถมด้วยชั้นโพลีเมอที่จะให้มันจากการย่นหรือริป แต่พอลิเมอมีแนวโน้มที่จะออกจากสารปนเปื้อนที่อยู่เบื้องหลังและลดความสามารถของแกรฟีนที่จะดำเนินการในปัจจุบัน.

"แกรฟีน Rivet พิสูจน์แล้วว่าแกร่งพอที่จะขจัดขั้นตอนพอลิเมอกลาง" ทัวร์กล่าวว่า "นอกจากหมุดทำให้การเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับอินเตอร์เฟซ graphene ปกติตั้งแต่ทางแยกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยระบบไฟฟ้า.

" ในที่สุด nanotubes ให้แกรฟีนที่สูงกว่าการนำโดยรวม ดังนั้นหากคุณต้องการที่จะใช้แกรฟีนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้เป็นวัสดุทุกรอบที่เหนือกว่า "เขากล่าว.

การทดสอบได้รับการพิสูจน์หมุด graphene สะสมความแข็งแรงของห้องปฏิบัติการทัวร์ graphene เหล็กเส้น (ซึ่งประกอบด้วยการเสริมแรงนาโน) เช่นเดียวกับความสามารถเหล็กเส้นของลอย ในน้ำ. แต่หมุดยังเพิ่มความสามารถของวัสดุในการถ่ายโอนในปัจจุบันระหว่างขั้วไฟฟ้าและ graphene แม้เมื่องอนักวิจัยรายงาน.

หมุดเป็นชั้นของคาร์บอนพันรอบแกนเหล็ก 30 นาโนเมตรขนานนามว่า "นาโนหัวหอม" โดย ห้องปฏิบัติการ. โครงสร้างมีการเจริญเติบโตในสถานที่ในเตา CVD หลังจากการแพร่กระจายของท่อนาโนและการทับถมของแกรฟีน. ให้การเชื่อมขั้นตอนสุดท้ายองค์ประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันทัวร์กล่าวว่า.

Rivet กราฟีนมีความโปร่งใสเพียงพอสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นและโปร่งใสเขากล่าวและ กระบวนการง่ายควรจะปรับขนาดได้