原来很多读者都想在家自制石墨烯,你看完这篇文章就可以自己少量自制石墨烯了!
少量自制石墨烯片还是很简单的 。不过,虽然有可能,但要达到相当的数量并不容易 。不要考虑宏观的石墨烯片或条状材料 。你自己能做的最大的一片石墨烯大概是0.25mm2(但是你可以做很多) 。这比这个网页上感叹号上的点大不了多少!
在工业应用中,科学家制造的晶体管的栅极长度小于25纳米 。所以,你那点大小的石墨烯片,虽然对你来说不算小,但是可以用来做几百个晶体管 。还对石墨烯感兴趣?好了,继续读下去!
方法1:胶带
第一种DIY方法是用铅笔在纸上沉积一层厚厚的石墨 。
然后用普通胶带从纸上剥离一层石墨 。用另一条胶带去除第一条胶带上的一层石墨 。然后使用第三个未使用的胶带从第二个胶带上移除一个层,依此类推 。最终石墨层会越来越?。钪漳慊岬玫绞?,严格意义上的单层石墨,或者双层或多层石墨(在某些应用上几乎类似于石墨烯) 。
虽然这种制作石墨烯的方法只是概念验证,但是胶带法是可行的 。这需要耐心和时间,但这是2004年曼彻斯特队用的DIY方法 。而且记?。?他们的研究还获得了诺贝尔奖,所以他们不需要胶带!
方法二:厨房搅拌机
那么,如何在家里用这种方法制作石墨烯呢?
好吧,你可以用厨房搅拌机代替剪切搅拌机(因为剪切搅拌机是高科技混合的花哨说法),你可以用水和洗涤剂代替特殊液体 。添加洗涤剂是为了防止颗粒结块,并起到表面活性剂的作用 。
石墨粉的一个主要来源是石墨铅笔 。简单的把几支铅笔的铅笔芯打粉,加入洗衣粉溶液,然后搅拌一会儿 。除非你有特殊的显微镜和其他设备,否则你可能无法确认清洁剂溶液中是否存在石墨烯,但有一个快速的经验法则,可以用来估计颗粒大小 。
一般来说,石墨烯颗粒过大,会沉到容器底部;如果石墨烯颗粒太小,就会浮到容器顶部 。
纳米粒子非常小,可以悬浮在水中 。如果你想制造石墨烯,这就是你的目标 。在你制造了足够的石墨烯颗粒之后,你可能想要过滤悬浮液以保持其干燥 。
话说回来,虽然上面的文章中描述了这种制备石墨烯的方法,并且对研究人员来说是有效的,但不要对用这种方法在家里制备石墨烯过于兴奋,因为它只能产生非常小的纳米石墨烯片 。另一方面,由于石墨烯的可扩展性,该技术和超声波辅助液相剥离技术可能会定义未来工业环境中石墨烯的制备方法 。
方法技术:DVD录像机 。
要以这种方式制造石墨烯,你需要一个采用LightScribe技术的DVD电脑驱动器和一些氧化石墨 。你可以从厂家拿到氧化石墨,也可以自己在家做一些氧化石墨做这个实验 。(如果你想知道如何在家里制作氧化石墨,请向下滚动)
氧化石墨是水溶性的,所以与水混合后,小心地倒在DVD上 。确保氧化石墨溶液均匀分布在光盘的塑料表面上 。当溶液变干并且在光盘上形成氧化石墨薄膜时,将光盘放入DVD驱动器,薄膜面朝下 。与激光束接触的薄膜区域将被转化成石墨烯 。
激光束产生化学还原,将氧化石墨还原成石墨烯 。产生的石墨烯层应该小心地从光盘上取下,并切成适当大小的薄片 。这些材料可以直接用来制作石墨烯超级电容器!
也许这是在家里制造石墨烯最简单的方法,但前提是你能接触到氧化石墨和激光燃烧器驱动器 。LightScribe DVD激光器可以由一个简单的氙闪光灯代替 。另一个提示:如果你对DVD刻录机的保修期感到不舒服,就不要做 。
方法4:形成庚基水界面膜 。
这是我们目前听到的最新的DIY石墨烯配方 。
首先需要一些流体物理学来解释 。
如果你把一种不溶于水的液体倒入水中,它要么浮在水面上,要么浮在水面上,这取决于加入的液体比水重(密度大)还是轻(密度小) 。
一个常见的例子是浮在水面上的油(见图片) 。
科学家发现,石墨烯可以通过将庚烷和水等两种不混溶的溶剂倒入玻璃杯中,加入磨碎的石墨粉,然后放入超声波浴中来制备 。
你可以在大多数化学商店买到庚烷 。有水可用(最好用蒸馏水) 。你也可以很容易地在商店里买到石墨棒 。超声波浴是必要的,得到的石墨烯有一到四层厚,化学稳定性好 。它可以被提取并沉积在干净的玻璃板或任何其他基底上 。
想法是将磨碎的石墨与水和庚烷(水与庚烷的比例为1:1)混合,并进行一段时间的声波处理 。接下来发生的事情是,石墨薄片在水和庚烷的界面处脱落,石墨烯实际上开始“爬”上瓶子的玻璃壁 。如果通过这个界面引入亲水性基底(如玻璃载玻片),石墨烯薄膜也会沿着载玻片的壁上升 。然后取出载玻片晾干,留下涂有石墨烯的玻璃 。
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