石墨烯是一種具有優(yōu)異力學、電學、熱學和光學性能的二維碳材料。石墨烯的高效制備及宏觀組裝對其規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。目前,石墨烯宏觀體的常規(guī)制備方法如液相自組裝、3D打印和催化模板法等僅能實現(xiàn)石墨烯片層間的非共價弱相互作用連接,導致石墨烯晶體結(jié)構(gòu)的不連續(xù),成為限制石墨烯宏觀體電學性質(zhì)的主要因素。
鑒于此,研究人員開發(fā)了一種激光輔助的layer-by-layer共價生長方法來制備高結(jié)晶石墨烯宏觀體,分子動力學模擬從理論上揭示了其共價生長機制。共價生長法使得材料具有連續(xù)的晶體結(jié)構(gòu),與非共價組裝相比,其跨層電導率實現(xiàn)了100倍的提高。該材料有助于解決石墨烯規(guī)模化應(yīng)用面臨的層狀堆垛、晶體質(zhì)量調(diào)控、離子輸運通道、體積效應(yīng)等問題,為石墨烯的儲能電極應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202305191)上。
上述工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、安徽省科技重大專項、安徽省重點研發(fā)計劃等項目的支持。
文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202305191
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