新技术使垃圾化身石墨烯

22020年2月，美国莱斯大学研究人员在《自然》上报道，可以将从食物残渣到汽车旧轮胎的任何含碳固体转化成石墨烯。如今，从高强度塑料到柔性电子产品，由石墨烯制成的材料使用范围十分广泛。现有技术只能生产极少量的“完美”石墨烯，而在实验室里，这种新方法已经可以每天生产出几克近乎原始的石墨烯，研究人员正在扩大其产能至每天数千克。2014年，莱斯大学化学家Tour和同事发现，可以用激光击破一种叫炭黑的无定形碳，从而制造出一种只有几层厚的纯石墨烯。短暂的脉冲将碳加热到3 000 K以上，使碳原子间的键断裂。当碳冷却后，它会聚合成最稳定的结构—石墨烯。但这种方法制备的石墨烯仍然很少，并且要消耗大量能量。两年前，Tour的研究生Duy注意到，其他研究者通过电击一种材料，制造出了金属纳米颗粒，同时产生了同样短暂的热冲击波。他在一个透明的玻璃瓶中放入一小块炭黑，并用400 V的电压轰击了约200 ms。当瓶内温度达到3 000 K左右时，制备出了石墨烯。这是一种理想的能够大批量使用的石墨烯。当碳原子凝聚形成石墨烯时，并未像在石墨中那样有规律地堆积，而是成为一种涡轮态堆叠—石墨烯层以各种角度相互交错的石墨烯材料。当在水或其他溶剂中时，涡轮态堆叠的石墨烯的每一层都能与加入的任何复合材料相互作用。