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石墨烯擁有超薄、柔韌、堅(jiān)固、導(dǎo)電的特性,很有希望改變電子和材料領(lǐng)域的應(yīng)用。不過目前的障礙,是其難以被大規(guī)模制造。好消息是,羅切斯特大學(xué)的研究人員們,已經(jīng)找到了一種的細(xì)菌,能夠以更低廉的成本、更快地生產(chǎn)石墨烯,而且不需要刺激性化學(xué)物質(zhì)的參與。
自從研究人員使用膠帶從石墨塊上剝離單原子層以來,石墨烯的生產(chǎn)已經(jīng)走過了漫長的道路。
目前業(yè)界通常使用化學(xué)氣相沉積,或通過將石墨粉碎成氧化石墨烯、然后化學(xué)還原的方式來制備石墨烯。
遺憾的是,通常這兩種方法都要用到刺激性的化學(xué)品,不過科學(xué)家們一直沒有放棄尋找更柔和的替代品。
好消息是,在這項(xiàng)新研究中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種名叫Shewanella的細(xì)菌,認(rèn)為其很適合作為這種替代品。
保力儀器了解到,他們首先用石墨制造石墨烯氧化物,然后將其與小瓶中的細(xì)菌混合并保持一段時間。如果時間足夠充裕,那細(xì)菌就能夠?qū)⒅D(zhuǎn)化為更有用的石墨烯材料。
研究員Anne Meyer表示:“氧化石墨烯易于生產(chǎn),但由于其中含有氧基團(tuán),因此不具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。然而這種細(xì)菌會去除大部分氧氣,使其變成導(dǎo)電的材料”。
細(xì)菌不僅比化學(xué)還原方法更加清潔,而且得到的石墨烯品質(zhì)也更好。研究人員指出,細(xì)菌生產(chǎn)的石墨烯更薄、更穩(wěn)定、能夠存放更長的時間。
基于此,這項(xiàng)新技術(shù)可用于制造電子或?qū)щ娪湍褪热缬∷⒃诩垙埢蚩椢锩媪仙系碾娐?。此外,研究人員甚至在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)揮更大的創(chuàng)造力,比如“細(xì)菌光刻”技術(shù)。
Meyer表示,這種細(xì)菌生產(chǎn)的石墨烯材料,能夠更好地適應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)。我們甚至能夠開發(fā)出‘細(xì)菌光刻’技術(shù),以制造僅在一側(cè)導(dǎo)電的石墨烯材料。