石墨烯薄膜研制及其摩擦學(xué)性能研究獲得新進(jìn)展

時(shí)間:2010-11-02     來(lái)源:中國化工信息網(wǎng)
中科院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗室聚合物摩擦學(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)晶格結構,是目前世界上公認的最薄的二維材料(厚度只有0.335nm)。由于其特殊的微觀(guān)結構,石墨烯具有極好的力學(xué)、熱導性和電學(xué)性能,有望在微電子、信息、能源、材料和生物醫藥等領(lǐng)域具有重大的應用前景。但是,結構完整的石墨烯化學(xué)穩定性高,很難將其在器件上進(jìn)行組裝,從而限制了其深入應用??上驳氖?,基于氧化石墨烯表面活性官能團而開(kāi)展的石墨烯功能化研究為其表面組裝和修飾提供了可能。


  固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗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(APTES-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。對制備的樣品進(jìn)行摩擦學(xué)性能表征,發(fā)現所獲得的薄膜具有較低的摩擦系數和優(yōu)異的抗磨損性能。


  該項研究有望為微/納機電系統(MEMS/NEMS)提供一種新的潤滑體系,具有重要的科學(xué)和現實(shí)意義。研究結果發(fā)表在近期的Langmuir上(2010,26(20),15830-15836)。


  該項研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院“百人計劃”科研項目的支持。

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