柔性电子显微镜下的激光诱导石墨烯收缩

激光诱导石墨烯的制备

科学家们用安装在扫描电子显微镜上的小型激光器记录了激光诱导石墨烯的形成过程。信贷:旅游集团/赖斯大学

你不需要一个大激光来制作激光诱导的石墨烯(lig)。稻田大学的科学家,田纳西大学,诺克斯维尔(UT Knoxville)和橡木岭国家实验室(Ornl)正在使用非常小的可见光梁燃烧泡沫形式的碳成微观图案。

水稻化学家詹姆斯·巡回赛的实验室,它发现了2014年将普通聚合物变成石墨烯的原始方法,而田纳西州/奥诺材料科学家菲利普架揭示他们现在可以观察导电材料形式,因为它在扫描中制作了小痕迹电子显微镜(SEM)。

改变的过程中,在美国化学学会中详述了ACS应用材料与界面,创建具有超过60%的特性小于宏版本的功能,并且比以前红外激光器的几乎小于通常实现的几乎10倍。

图尔说,低功率激光器也降低了这一过程的成本。这可能会导致柔性电子产品和传感器的更广泛的商业生产。

“电子应用的关键是制造较小的结构,使得可以具有更高的密度或每单位面积的设备,”巡回赛说。“这种方法允许我们制作比我们以前所做的10倍的结构。”

为了证明这一概念,该实验室制作了柔性湿度传感器,这种传感器用肉眼看不到,直接在聚酰亚胺(一种商用聚合物)上制造。这些设备能够在250毫秒的反应时间内感知人类的呼吸。

“这比大多数商业湿度传感器的采样率快得多,并且能够监测可能是由呼吸引起的局部湿度变化的监测,”纸张的领先作者米博福德研究员迈克尔斯坦福。

导电石墨烯的点和痕迹

莱斯大学和橡树岭国家实验室的科学家们利用安装在扫描电子显微镜上的小型激光在聚合物上形成导电石墨烯的点和痕迹。该技术产生的激光诱导石墨烯比宏观版本的尺寸小60%以上,比通常用红外激光器获得的尺寸小近10倍。信贷:旅游集团/赖斯大学

更小的激光器以波长为405纳米(光谱中的蓝紫色部分)的波长抽运光。这些都不如Tour Group和世界上其他公司用来将石墨烯烧成塑料、纸张、木材甚至食物的工业激光器强大。

SEM安装的激光器仅燃烧到聚合物的前五个微米,写入石墨烯特征小至12微米。(通过比较,人的头发是30至100微米宽。)

与ORNL直接合作让斯坦福大学充分利用国家实验室的先进设备。图尔说:“这就是我们共同努力的原因。”

两种激光诱导石墨烯的痕迹

扫描电子显微镜图像显示在聚酰亚胺膜上的两种激光诱导的石墨烯。使用安装到显微镜的激光器燃烧薄膜中的图案。该技术显示了柔性电子产品的发展。信贷:旅游集团/赖斯大学

斯坦福说:“我的很多博士研究都是在ORNL做的,所以我很了解那里的优秀设施和科学家,以及他们可以如何帮助我们的项目。”“我们创造的LIG特征是如此之小,如果我们用激光照射模式,然后在显微镜下寻找它们,它们几乎不可能被发现。”

巡回赛,其集团最近引入了Flash Graphene以瞬间将垃圾和食物废物瞬间转化为宝贵的材料,表示新的Lig工艺提供了一种向柔性基板写入诸如衣服的柔性基板中的新路径。

图尔说:“闪光法将产生大量石墨烯,而ligg法将允许石墨烯直接合成,用于表面上的精密电子应用。”

参考:“高分辨率激光诱导的石墨烯。灵活的电子产品超出可见极限,“由迈克尔G. Stanford,Cheng Zhang,Jason Davidson Fowlkes,Anna Hoffman,Ilia N.Ivanov,Philip D. Rack和James M. Tour,2月10日,2020年2月10日,ACS应用材料与界面
DOI: 10.1021 / acsami.0c01377

本文的共同作者是博士后研究员郑章和研究生Anna Hoffman of Ut Knoxville,研发科学家Ilia Ivanov Ouk Ridge国家实验室,以及员工科学家Jason Davidson Fowlkes的UT Knoxville和Oak Ridge。

旅游是T.T.和W.f.Chao Chemistryyabovip2021椅子以及电脑科学教授和大米的材料科学和纳米工程。Rack是Ut Knoxville的教授和Leonard G. Penland主席和材料科学与工程师主管,以及橡树岭的纳比材料科学中心的联合工作人员。

科学研究空军办公室和美国能源部支持了该研究。

1条评论在“显微镜下柔性电子眼中的激光诱导的石墨烯缩小”

  1. 这些都不如Tour Group和世界上其他公司用来将石墨烯烧成塑料、纸张、木材甚至食物的工业激光器强大。他的团队最近推出了闪光石墨烯,可以立即将垃圾和食物垃圾转化为有价值的材料。是的,它对我们很有用。许多人从中受益。

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