साइंस आइलैंड टीम ने अत्यधिक क्रिस्टलीय ग्राफीन के मैक्रोस्कोपिक निकायों के अध्ययन में नई प्रगति की है

हाल ही में, इंस्टीट्यूट ऑफ सॉलिड स्टेट, हेफ़ेई इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स साइंस, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के शोधकर्ता झेन्यांग वांग की एक टीम ने अत्यधिक क्रिस्टलीय ग्राफीन मैक्रोसोम के सहसंयोजक विकास और उनके विद्युत व्यवहार के मॉड्यूलेशन और संबंधित में प्रगति की एक श्रृंखला बनाई है। शोध के नतीजे एडवांस्ड फंक्शनल मैटेरियल्स एंड केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित हुए हैं।
ग्राफीन उत्कृष्ट यांत्रिक, विद्युत, थर्मल और ऑप्टिकल गुणों वाला एक द्वि-आयामी कार्बन सामग्री है। ग्राफीन की कुशल तैयारी और मैक्रोस्कोपिक असेंबली इसके बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, ग्राफीन मैक्रोसोम की पारंपरिक तैयारी के तरीके, जैसे कि तरल चरण स्व-असेंबली, 3 डी प्रिंटिंग और कैटेलिटिक टेम्पलेट विधि, केवल ग्राफीन लैमेला के बीच गैर-सहसंयोजक कमजोर इंटरैक्शन कनेक्शन का एहसास कर सकते हैं, जो ग्राफीन क्रिस्टल संरचना के विघटन की ओर जाता है और मुख्य कारक बन जाता है। ग्राफीन मैक्रोसोम के विद्युत गुणों को सीमित करना।
इसे देखते हुए, शोधकर्ताओं ने अत्यधिक क्रिस्टलीय ग्राफीन मैक्रोसोम तैयार करने के लिए एक लेजर-सहायता परत-दर-परत सहसंयोजक विकास विधि विकसित की, और आणविक गतिशीलता सिमुलेशन ने सैद्धांतिक रूप से इसके सहसंयोजक विकास तंत्र का खुलासा किया। सहसंयोजक वृद्धि विधि ने सामग्री को एक सतत क्रिस्टल संरचना बनाने में सक्षम बनाया, और गैर-सहसंयोजक असेंबली की तुलना में इसकी क्रॉस-लेयर चालकता में 100- गुना वृद्धि हासिल की। सामग्री परत स्टैकिंग, क्रिस्टल गुणवत्ता विनियमन, आयन परिवहन चैनल, वॉल्यूम प्रभाव और ग्राफीन के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के सामने आने वाली अन्य समस्याओं को हल करने में मदद करती है, और ग्राफीन के ऊर्जा भंडारण इलेक्ट्रोड अनुप्रयोग के लिए नींव रखती है। संबंधित शोध परिणाम एडवांस्ड फंक्शनल मैटेरियल्स (एड. फंक्शनल मेटर., 2023, डीओआई: 10.1002/एडीएफएम.202305191) में प्रकाशित किए गए थे।
इसके अलावा, ग्राफीन इलेक्ट्रोड में कम मुक्त इलेक्ट्रॉन सांद्रता के कारण होने वाली अपर्याप्त चालकता की समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मुक्त इलेक्ट्रॉन युक्त तांबे के नैनोकणों को सामग्री प्रणाली में पेश किया, जिससे Cu और ग्राफीन के इंटरफेस पर एक स्थिर Cu-C बंधन बनता है। , इस प्रकार इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन के माध्यम से मिश्रित सामग्री की अति-उच्च चालकता का एहसास होता है, चालकता 0.37×107 एस मीटर-1 तक पहुंच जाती है, जो शुद्ध के करीब है धातु। चालकता 0.37×107 एस मीटर -1 तक पहुंच जाती है, जो शुद्ध धातु के करीब है और शुद्ध ग्राफीन की तुलना में 3000 गुना अधिक है। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (डीएफटी) सिमुलेशन के साथ संयुक्त एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना (एक्सएएफएस) स्पेक्ट्रोस्कोपी से चालकता पर इंटरफेशियल संरचना के प्रभाव का पता चलता है, जो विभिन्न अनुप्रयोगों को पूरा करने के लिए ग्राफीन के चालकता मॉड्यूलेशन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। परिणाम केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल (केम. इंजी. जे., 462, 142319 (2023)) में प्रकाशित हुए थे।
उपरोक्त कार्य को चीन के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम, चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, अनहुई प्रांतीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रमुख परियोजना, और अनहुई प्रांतीय कुंजी अनुसंधान और विकास कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था।