一种用于功率和显示设备的新型高效纳米石墨烯制造方法

纳米石墨烯是可以从根本上改善太阳能电池，燃料电池，LED等的材料。通常，这种材料的合成不精确且难以控制。研究人员首次发现了一种简单的方法，可以对纳米石墨烯的制造进行精确控制。通过这样做，他们揭示了纳米石墨烯生产中涉及的先前不清楚的化学过程。

石墨烯是一种单原子厚的碳分子片，可以彻底改变未来的技术。石墨烯的单元被称为纳米石墨烯; 这些都是为特定功能量身定制的，因此，它们的制造过程比普通石墨烯的制造过程更为复杂。纳米石墨烯是通过从碳和氢的有机分子中选择性去除氢原子而制得的，这一过程称为脱氢。

先进材料科学系副教授Akitoshi Shiotari教授说：“脱氢发生在充当催化剂的银，金或铜等金属表面上，这种材料可以促进或加速反应。” “但是，相对于目标有机分子而言，该表面较大。这增加了制作特定纳米石墨烯形成的难度。我们需要对催化过程有更好的了解，并需要更精确的控制方法。”

Shiotari和他的团队通过探索执行纳米石墨烯合成的各种方法，提出了一种提供必要的精确控制并且非常高效的方法。他们使用一种称为原子力显微镜(AFM)的特殊显微镜，该显微镜使用纳米针状探针测量分子的细节。该探针不仅可以用于检测单个原子的某些特征，还可以操纵它们。

Shiotari说：“我们发现AFM的金属探针可以破坏有机分子中的碳氢键。” “只要尖端这么细，它就可以做到非常精确，并且不需要热能就可以断开键。这意味着我们现在可以以比以往任何时候都更可控的方式来制造纳米石墨烯组件。”

为了验证他们所看到的内容，研究小组使用了多种有机化合物，特别是两个结构截然不同的分子，即苯甲酸酯和非苯甲酸酯，重复了这一过程。这表明所讨论的AFM探针能够从不同类型的材料中提取氢原子。如果要将这种方法扩大到商业生产方式，那么这样的细节很重要。

Shiotari说：“我认为这项技术可能是从下到上制造功能性纳米分子的最终方法。” “我们可以使用原子力显微镜将其他刺激物施加到目标分子上，例如注入电子，电场或排斥力。能够以如此微小的规模看到，控制和操纵结构真是令人兴奋。”

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