科學(xué)家讓石墨烯擁有“熱敏感” 可用于紅外線成像設(shè)備
2015年08月13日 10:5 3882次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)有色網(wǎng) 分類： 新材料前沿
在長(zhǎng)達(dá)4年的時(shí)間里，美國(guó)兩名科學(xué)家一直在嘗試對(duì)石墨烯進(jìn)行修改，讓其擁有熱靈敏度，用于紅外線成像設(shè)備內(nèi)。目前，他們成功研制出擁有磁性、光學(xué)、電學(xué)以及熱屬性的新材料，可廣泛應(yīng)用于軍用護(hù)目鏡、手機(jī)照相機(jī)、光電探測(cè)器以及晶體管內(nèi)，還有望改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蛫蕵?lè)方式。
石墨烯是一種比頭發(fā)絲細(xì)100萬(wàn)倍的材料，由排列成蜂巢結(jié)構(gòu)的碳原子組成，具有超高的導(dǎo)電性、耐用性和可塑性。美國(guó)東北大學(xué)物理學(xué)家斯瓦斯迪科·卡爾和斯里尼瓦斯·斯里達(dá)爾一直希望能通過(guò)給石墨烯添加其他元素，從而研制出擁有超越石墨烯屬性的新材料。
據(jù)報(bào)道，在研究初期，卡爾團(tuán)隊(duì)給石墨烯添加了硼和氮元素，但花費(fèi)很多時(shí)間試圖將混入產(chǎn)品中的氧氣除掉，因?yàn)樗麄儞?dān)心氧氣會(huì)污染這種正在研制的“純凈”材料。但后來(lái)他們意識(shí)到，無(wú)法忽視氧氣在其中的重要作用，因此決定采用最好的辦法來(lái)控制氧元素。
結(jié)果表明，添加氧元素后，新材料在反應(yīng)室中的行為完全超出他們的想象：氧決定了硼、碳和氮等其他元素在固態(tài)晶體中的混合方式?？柦忉屨f(shuō)，少量氧“蝕刻掉”了一些碳，為硼和氮的加入騰出了空間，“就好像氧氣控制了新材料的幾何結(jié)構(gòu)”。
他們將新物質(zhì)命名為“2D-BNCO”，代表其由硼、氮、碳和氧四種元素組成，而且是一種二維的超輕質(zhì)材料。研究人員使用電子顯微鏡和分光鏡等工具對(duì)新物質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，其擁有磁性、電學(xué)、光學(xué)屬性以及美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)一直孜孜以求的熱屬性。
新材料潛在的應(yīng)用范圍非常廣泛：從手機(jī)用的20兆像素陣列到光電探測(cè)器再到原子厚度的晶體管等。接下來(lái)，他們將檢查新材料的力學(xué)屬性，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)其磁性。據(jù)悉，美國(guó)軍方研究實(shí)驗(yàn)室、DARPA對(duì)此研究提供了資助。
責(zé)任編輯：徐婷
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