【CPP114】訊：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(lái)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，而且具有導電性，可用于從納米電子學(xué)到骨植入物的廣泛應用。

  對于這一研究，最大的挑戰是量化合適的3D石墨烯。要做最有用的材料，需要大量的數量，到目前為止，科學(xué)家還沒(méi)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(zhuān)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致從非石墨烯原材料簡(jiǎn)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(shí)驗室與天津的Naiqin Zhao的實(shí)驗室合作，適應了普通的 3D打印技術(shù) 。使用在室溫下進(jìn)行的技術(shù)來(lái)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。

  天津實(shí)驗室的前學(xué)生、現任天津博士后研究員、共同作者Junwei Sha說(shuō)：“這種簡(jiǎn)單有效的方法不需要冷壓模具和高溫CVD處理�！�

  “我們應該能夠使用這種方法來(lái)生產(chǎn)特定類(lèi)型的石墨烯泡沫，如3D打印鋼筋石墨烯，以及通過(guò)改變前體粉末來(lái)制備氮和硫摻雜的石墨烯泡沫�！盝unwei Sha補充說(shuō)。

  研究人員使用二氧化碳激光器來(lái)生產(chǎn)石墨烯塊，這是激光燒結 3D打印機 所使用的一種。當激光照射到糖和鎳粉末上時(shí)，糖被熔化，鎳作為催化劑。隨著(zhù)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(shí)間和激光功率，激光照射過(guò)程一再反復重復。

  研究人員已經(jīng)確定了參數的有效組合，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碳材料的應用，包括能量?jì)Υ�、阻尼和吸音的應用，”Rice的研究生Yilun Li說(shuō)。

  該研究論文已發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會(huì )期刊ACS Nano上。其他合著(zhù)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(shuō)：“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打印應用的石墨烯泡沫�！�