グラフェンの表面形態制御に関する研究の飛躍的進歩

グラフェンの発見以来、その巨大な比表面積、優れた導電性、透明性、優れた機械的特性が研究者の注目を集めています。近年、グラフェンの研究により、電極材料や生物での研究が可能になりました。センサー、光学材料、その他の分野には幅広い用途があります。

理想的な二次元結晶は室温では存在できないことはよく知られており、グラフェンにもその平面に垂直な多くのうねりがあります。通常、これらの起伏を検出することは困難ですが、理論的および実験的研究により、グラフェンのこれらの起伏特性が重要な役割を果たすことが示されています。この微細構造を制御する方法が見つかった場合、この効果を増幅し、原子スケールからナノスケールへのうねりを引き起こし、グラフェンの特性を大きく変化させ、より広い範囲のフィールドに適用できます。現在、このような変動の誘発はモノリシックグラフェンに限定されており、広く適用して普及させることはできません。したがって、大きな変動を生成し、パフォーマンスの変化を調査するための簡単な方法を見つけることは、非常に有意義で困難な作業です。

武漢大学物理科学技術学部材料物理学科のChunxuPan博士は、2000年以来、カーボンナノ材料の構造制御と性能研究を重要な方向性として取り組んできました。最近、グループはSPS（化学ストリッピングによって調製されたグラフェンを処理する高温プラズマ放電焼結）技術は、他の技術と比較して、グラフェンの表面に多数のしわの形態を誘発する可能性があることを発見しました[AIP Advances、071103ADV]。モノリシックグラフェンデバイスの準備が不要になり、構造変化が巨視的な量で達成されます。この研究では、この形態がグラフェンの表面特性、つまり、SPSによるグラフェンの親水性から疎水性への変換に大きな影響を与えることもわかりました。これは、超疎水性材料の開発にとって非常に重要です。この研究は、カーボンナノ材料の構造制御と応用をさらに進め、グラフェンの開発と研究に新しい方向性を提供しました。

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