自支撐透明導(dǎo)電石墨烯薄膜的制備和性能研究.pdf

1、早在1986年，“石墨烯”這個(gè)術(shù)語(yǔ)就被提出，直到2004年，A.K.Geim教授第一次從高取向熱解石墨上剝離，得到了獨(dú)立存在的單原予層的石墨烯。石墨烯的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)，在光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等方面都展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。大面積石墨烯薄膜擁有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，電子遷移率，導(dǎo)熱性，機(jī)械強(qiáng)度和一個(gè)原子層的厚度。這些優(yōu)異的性能導(dǎo)致大面積石墨烯薄膜在光電子學(xué)和高度選擇性膜分離領(lǐng)域具有無(wú)限前景。然而使用什么樣的組裝方法，制備出大面積自支撐透明有韌性

2、的石墨烯薄膜，成為研究者們需要解決的問題。
　　宏觀的組裝方法可以制備出有等級(jí)結(jié)構(gòu)的材料，并且還能把單個(gè)積木的屬性轉(zhuǎn)化為特殊的應(yīng)用，組裝出先進(jìn)的功能性材料來。本論文首次介紹了一種改進(jìn)的Langmuir-Blodgett(LB)宏觀的組裝方法，利用氧化石墨烯和三聚氰胺小分子之間強(qiáng)的作用力，形成一種特殊的褶皺結(jié)構(gòu)，并且仿生珍珠貝殼的“磚塊和砂漿”的微觀結(jié)構(gòu)，制備出自支撐、高透明度導(dǎo)電的石墨烯薄膜。組裝出的超薄柔韌性的氧化石墨烯薄膜僅僅

3、22nm，在可見光550nm和800nm處透明度分別達(dá)到84.6％和90.7％，在應(yīng)變達(dá)3.5％下的應(yīng)力機(jī)械強(qiáng)度達(dá)45 MPa，并且還原后的石墨烯薄膜的方塊電阻值為420Ω□-1，在彎曲半徑為1.5mm下循環(huán)壓縮10000次，仍然表現(xiàn)出優(yōu)異的電學(xué)穩(wěn)定性。
　　此外，同樣使用已經(jīng)探索出的改進(jìn)的Langmuir-Blodgett(LB)宏觀的組裝方法，利用氧化石墨烯和聚丙烯酰胺聚合物之間的作用，制備出自支撐、高透明度的氧化石墨烯薄膜。