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【盘点】“超级材料”石墨烯的十二种靠谱应用

2015-12-09 08:44来源:EDN China关键词:石墨烯锂电池储能电池收藏点赞

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应用六:侦测气体、检测DNA与蛋白质

由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)与西班牙光子科学院共同组成的一支研究团队,最近利用石墨烯改善了分子检测的红外线吸收光谱。

传统上,这种方法主要利用光激发分子,依据各自性质产生不同的振动,同时创造出一种能以反射光读取的独特标识。

但这种方法并不适用于纳米级分子,因为纳米分子通常比用于检测分子的6微米红外光子波长明显更小。然而,研究人员们发现,石墨烯能够聚光于特定焦点上,从而准确地“听”到纳米级分子的振动。

石墨烯可实现高敏感度的振动光谱与检测折射率 Source:EPFL

根据EPFL,“当光线到达时,石墨烯纳米结构中的电子开始振荡。这种现象被称为‘局部表面等离子共振’,从而将光线集中于微小的焦点,其大小约相当于目标分子的尺寸,因而能够用于检测纳米结构。”

针对这种传感器的潜在应用范围从侦测气体外泄、检测有毒与易爆气体、测量并检测DNA与蛋白质以及水中污染物。

另外,石墨烯拥有较大的比表面积,使其具备了制作高灵敏度传感器的条件,一旦气体被吸附于石墨烯表面,其表面电阻就会出现变化,然后结合电传感检测器,就可以让石墨烯成为一种优异的气体传感器。

应用七:3D成像更精确

劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的研究人员使用单层石墨烯作为一个清晰类透镜盖(Lens-like Cap)—称为石墨烯电池液(GLC)—为单个胶状纳米粒子的原子创造新的成像系统。

这个过程将大大简化反复试验原子级(Atomic-scale)工程学的设计和重新设计过程。

大多数电子产业使用的纳米粒子都存在于流体溶液中,且也被允许可处于干燥状态。常用的透射电子显微镜(TEM)可在纳米粒子干燥后为其成像,但是干燥的流体往往会扭曲纳米粒子的结构,而校正结构的过程通常相当复杂,一个设计完成在之前,须经过反复多次的试验。

OK,石墨烯可作为敏感纳米粒子的保护层。

Ercius的团队第一次使用的新技术,他们称之为“SINGLE”—由石墨烯电池液电子显微镜鉴定的纳米粒子结构—可在计算机中显示3D模型,目的在于设计可以组合在一起的“积木”,以形成更大的特定电子和物理特性架构,满足现今许多产业需求。

图:SINGLE使用TEM为在GLC中自由旋转的铂纳米粒子成像

以确定个别的胶体纳米颗粒3D结构

在LBNL,Ercius的下一步将使用更快的每秒400帧的摄影镜头,以更精确的构造出TR3D模型,精准度可超越他们现在拥有的2纳米精准度设备。

原标题:盘点石墨烯的十二种靠谱应用
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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