近日，國家納米(mi)(mi)科學中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)英課(ke)題組發(fa)(fa)展了(le)一(yi)種新穎的(de)(de)(de)，可以(yi)(yi)直(zhi)接(jie)、實時觀測石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)在聚合(he)物(wu)中(zhong)相(xiang)變的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)。他們巧妙地把Pristine石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)夾心(xin)在只有(you)幾百(bai)個納米(mi)(mi)厚(hou)的(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)基質中(zhong)。當體系溫(wen)度高(gao)于(yu)聚合(he)物(wu)的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)度時，石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)開(kai)始發(fa)(fa)生卷曲(qu)，而且這種相(xiang)變不(bu)可逆。更有(you)趣的(de)(de)(de)是(shi)，石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)還可以(yi)(yi)主動折疊成雙層(ceng)/三層(ceng)結構，且層(ceng)層(ceng)之(zhi)間的(de)(de)(de)重疊沿表面擴展達到微米(mi)(mi)量級，拉曼光譜進一(yi)步表明層(ceng)層(ceng)之(zhi)間有(you)強的(de)(de)(de)電子態偶合(he)。另一(yi)方(fang)(fang)面，經過氧化的(de)(de)(de)石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)即使在更高(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度也(ye)不(bu)發(fa)(fa)生類(lei)似反應，這表明Pristine石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)(xi)本身的(de)(de)(de)不(bu)穩定性是(shi)相(xiang)變的(de)(de)(de)內因(yin)。
據(ju)介紹，新型納(na)米(mi)材(cai)料石(shi)墨烯(xi)(xi)，由(you)于其呈現出的(de)(de)優越電學和(he)機械(xie)性能(neng)(neng)而(er)受到廣泛的(de)(de)關(guan)注。石(shi)墨烯(xi)(xi)是(shi)一層單原子(zi)平面(mian)二(er)維(wei)晶(jing)體，但完美的(de)(de)二(er)維(wei)結構在(zai)(zai)(zai)有(you)限溫度下是(shi)不能(neng)(neng)穩(wen)定存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)。近期理論模擬(ni)和(he)透(tou)射電鏡實驗(yan)結果給出了(le)可能(neng)(neng)的(de)(de)解釋，即(ji)石(shi)墨烯(xi)(xi)平面(mian)上存(cun)在(zai)(zai)(zai)納(na)米(mi)級別的(de)(de)微觀扭(niu)曲。但這(zhe)些納(na)米(mi)級別的(de)(de)扭(niu)曲能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)多大(da)程度上穩(wen)定石(shi)墨烯(xi)(xi)，或(huo)者換個角度，在(zai)(zai)(zai)什么樣的(de)(de)條件下能(neng)(neng)引(yin)發石(shi)墨烯(xi)(xi)的(de)(de)相(xiang)變，目前還(huan)沒有(you)任(ren)何相(xiang)關(guan)實驗(yan)報(bao)道，而(er)穩(wen)定性的(de)(de)研(yan)究對石(shi)墨烯(xi)(xi)的(de)(de)應用至(zhi)關(guan)重要。
方英課題組的研究表明，在未來石墨烯-聚合物復合材料的應用中，可通過在石墨烯中引入一定程度的缺陷幫助其維持在聚合物基質中二維結構，否則當溫度高于聚合物的玻璃化溫度時，復合材料會因石墨烯的卷曲和褶皺而失去其理想的光學、機械、和導電率特性。
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