气体可以使激光诱导的石墨烯超亲水或超疏水

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莱斯大学的研究人员与以色列本古里安大学的研究人员合作发明了激光诱导石墨烯(LIG),他们设计了一种方法,使海绵状石墨烯具有超疏水性或超亲水性。

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直到最近,莱斯实验室才开放LIG,使用激光通过柔性聚酰亚胺片燃烧部分路径,以获得相互连接的石墨烯薄片。然而,将聚合物置于具有各种气体的封闭环境中会改变产品的性能。在氩气或氢气中形成LIG使其具有超疏水性(极其避水),这种性质非常有利于将水与油或除冰表面分离。在氧气或空气中形成它使其具有超亲水性(极度吸水),使其具有高度可溶性。

“实验室之前可以制造疏水性或亲水性的石墨烯,但它涉及湿化学或化学气相沉积工艺的多个步骤,”Rice团队负责人Tour教授说。“我们在自制气氛室中使用相对便宜的材料一步到位。”

实验室遇到意想不到的惊喜时,他们发现,在制造氧LIG增加的缺陷的数量- 5-和7-原子的环-在石墨烯薄片,作为电极材料使用时提高其电容,其性能microsupercapacitors

气体化学成分的变化甚至激光光栅图案方向的变化都改变了材料,使研究人员相信LIG的疏水性或亲水性可以调整。他们还发现,当他们从亲水的聚合物片上刮下石墨烯并将其变成薄膜时,结果是疏水的。“这让我们相信LIG薄片的表面取向与它对水的反应有很大关系,”Tour说。“如果边缘更加暴露,它看起来是亲水的; 如果基面更暴露,它们的疏水性能就会接管。“

什么使材料在任一方向上“超级”是它遇到水的角度。接触角为0度的材料被认为是超亲水的。在这种情况下,水将沉积在水坑中的材料上。如果角度为150度或更大,则表示超疏水; 角度取决于水珠的多少。(180度的角度将是完全位于LIG顶部的球体。)


(文章源于graphene-info网,由石墨烯材料网 www.91shimoxi.com 翻译编辑整理)


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