研究人员使用石墨烯合成“聚合物地毯”

托木斯克理工大学的研究人员和其他国际同事已经发现了一种修改和使用石墨烯而不会破坏石墨烯的方法。由于该方法，研究人员能够在单层石墨烯上合成具有强共价键的结构良好的聚合物。

研究人员将结果称为“聚合物地毯”。该结构非常稳定，不易随时间降解，为柔性有机电子产品的发展带来希望。如果在该“纳米毯”上添加一层二硫化钼，则所得结构在暴露于光下时产生电流。

来自化学与应用生物医学科学研究院的Raul D. Rodriguez教授说：“当石墨烯功能化时，你应该非常小心。如果你过度使用，石墨烯的独特性质就会丢失。因此，我们决定遵循在石墨烯中，存在不可避免的纳米缺陷，例如，在石墨烯的边缘和平面中的皱纹。氢原子经常附着在这些缺陷上。正是这种氢可以与其他化学物质相互作用。

为了改性石墨烯，作者使用薄金属基板，在其上放置单个石墨烯层。然后用溴 - 聚苯乙烯分子溶液覆盖石墨烯。分子与氢相互作用并附着于现有缺陷，产生聚己基噻吩（P3HT）。在光催化过程中进一步暴露于光会导致聚合物的形成。

“在结果中，我们获得了具有类似'聚合物地毯'结构的样品，正如我们在论文中所称的那样。在这样的'聚合物地毯'之上，我们放置二硫化钼。由于材料的独特组合，我们获得了夹层结构的功能类似于太阳能电池。也就是说，它在暴露在光线下时会产生电流。在我们的实验中，聚合物分子和石墨烯之间建立了强大的共价键，这对所得材料的稳定性至关重要，“罗德里格兹说。

据团队介绍，这种石墨烯改性方法可以生产出非常坚固的化合物; 它既简单又便宜，因为使用了经济实惠的材料。该方法是通用的，因为它可以直接在石墨烯上生长非常不同的聚合物。

“所获得的混合材料的强度是因为我们不破坏石墨烯本身，但使用预先存在的缺陷和与聚合物分子的强共价键。该研究有望开发薄而柔软的电子产品，其中太阳能电池可以教授说：“衣服贴在衣服上，变形后不会破裂。”