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石墨烯薄膜研制及其摩擦學(xué)性能研究獲得新進(jìn)展
2010-10-21  來源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:石墨烯薄膜 摩擦學(xué)

    中科院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聚合物摩擦學(xué)組在石墨烯(Graphene)薄膜研制及其摩擦學(xué)性能研究方面獲得新進(jìn)展。

    石墨烯是單層碳原子緊密排列而形成的一種炭質(zhì)新材料,具有單層二維蜂窩狀(Honeycomb)晶格結(jié)構(gòu),是目前世界上公認(rèn)的最薄的二維材料(厚度只有0.335 nm)。由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu),石墨烯具有極好的力學(xué)、熱導(dǎo)性和電學(xué)性能,有望在微電子、信息、能源、材料和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用前景。但是,結(jié)構(gòu)完整的石墨烯化學(xué)穩(wěn)定性高,很難將其在器件上進(jìn)行組裝,從而限制了其深入應(yīng)用?上驳氖牵谘趸┍砻婊钚怨倌軋F(tuán)而開展的石墨烯功能化研究為其表面組裝和修飾提供了可能。固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員利用氧化石墨烯表面的活性環(huán)氧基、羧基與氨基的化學(xué)作用,將其組裝到3-氨丙基三乙氧基硅烷自組裝薄膜(APTS-SAMs)修飾的單晶硅基底表面,然后進(jìn)行熱還原處理,得到了還原的石墨烯氧化物。對(duì)制備的樣品進(jìn)行摩擦學(xué)性能表征,發(fā)現(xiàn)所獲得的薄膜具有較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的抗磨損性能。該項(xiàng)研究有望為微/納機(jī)電系統(tǒng)(MEMS/NEMS)提供一種新的潤(rùn)滑體系,具有十分重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。研究結(jié)果發(fā)表在近期的Langmuir上(2010,26(20),15830-15836)。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院“百人計(jì)劃”科研項(xiàng)目的支持。

石墨烯氧化物在單晶硅基底上的多步組裝示意圖

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