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铜有救了!!!

已有 5311 次阅读 2011-11-21 16:16 |个人分类:科学进展|系统分类:科研笔记

石墨烯纳米碳材料(不知道的,百度一下)已经把纳米科技给推到了二维时代,很多物理学家,化学家,材料学家纷纷在这个超热门的“战场”上频传捷报。诺贝尔物理奖的归属、纳斯达克的概念股、以及众多跨国公司研发部门(如sumsung,ibm等)的大量投入,更是令这个圈子里人们热血沸腾。

目前,化学气相沉积法(CVD)可以实现生产大规模,高质量的石墨烯。经过高温化学反应,石墨烯薄膜可以沉积在金属催化剂表面。一般来说,为了他们的各种应用,石墨烯薄膜的转移(从金属表面到其他衬底)是必不可少的一步。然而,目前现有的转移技术都是要将金属溶解在刻蚀剂中,然后拿到那么一片“看似很有高科技含量”的碳纳米薄膜。其实一句话可以概括上述内容,我们正在用一片高纯度的金属薄膜(如铜、镍箔)去换纳米厚度的碳薄膜。在这其中,高纯度铜箔的使用量是最大的,因为高质量单层石墨烯生长在铜箔上的事实,已经向人们敞开了一扇大规模生产高连续石墨烯薄膜的大门。

让我们仔细想想,这个“交换”真的值得吗?倘若未来我们真的有了一些基于石墨烯的产品,我们可以勉为其难地说,有得必有失;一旦多年后石墨烯始终找不到她的归宿,我们怎么向我们的子孙后代交代呢?虽然那些溶在刻蚀剂中的金属能够被重新“提炼”出来,但是额外的能源消耗会让我们有一种“罪上加罪”的感觉。这个过程很有可能会入选一千年后人类最愚蠢的行为之一。大学时学的政治经济学已经忘的差不多了,但是马克思告诉我们的“等价交换”原理还是令人印象深刻地。毕竟,即便他老人家没提那个理论,就连三岁的娃也能悟出这个浅显的道理。

好像扯远了,言归正传。为了能给我们留一条“后路”,万一石墨烯的研究最终又是一场空,我们必须要改进我们的“交换”方式。我们需要充分利用每一片铜箔,拼命地“榨取”铜箔的剩余价值。新加坡国立大学石墨烯中心的研究团队率先向世界宣布——铜箔有救了!!!他们利用电化学方法能够巧妙地把大面积石墨烯从铜箔上剥离下来,与现有的分离方法相比,这个技术实现了铜催化剂的循环利用(一片25微米厚的铜箔,可以反复地使用至少100次)。从节能、降低成本,提高效率等角度考虑,这个研究为石墨烯未来的工业化应用奠定了坚实的基础。相关研究内容被发表在《ACS纳米》(DOI: 10.1021/nn203700w)期刊上。


今天,这个石墨烯研究团队暂时可以安心地睡觉了,因为他们把铜又还给了我们的后人。有一部分人没睡,他们依然拼命地在寻找石墨烯的最好“归宿”。

明天,他们会再次吹响出征的号角,跨马扬刀,去征服下一座高山。



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